Sujet PSD-DEN-14-0096

Sujet PSD-DEN-14-0096
Corium Thermo-physical properties - Solidification out of
equilibrium of a corium droplet
Dans le cadre des études sur les accidents graves de
Réacteur nucléaire à Eau Pressurisée (REP), certains
scénarios envisagent la fusion des matériaux du cœur. Dans
ce cas, le mélange formé, appelé "corium", serait constitué
de plusieurs éléments provenant des
principaux
constituants du cœur, à savoir le combustible nucléaire
UO2, la gaine en zircaloy, l’acier des structures.Ce type de
mélange peut suivant certaines configurations interagir
avec l’eau –on parle alors d’Interaction Corium Eau ou ICE-,
se fragmenter (pré-mélange/fragmentation), former un lit
de débris ou exploser (explosion vapeur identique à une
détonation chimique).Ces phénomènes sont à ce jour
partiellement connus et des études de R&D ont été
réalisées depuis une vingtaine d’année pour mieux
comprendre et développer ou qualifier des modèles pour
extrapoler au cas réacteur.
Afin de réaliser ce type d’études, le Commissariat à
l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) a
développé à Cadarache depuis plusieurs années des
installations mettant en œuvre à hautes températures
(T>2500K) ces mélanges complexes et multiphasiques
(fusion d’oxydes et de métaux) sur la plate-forme
européenne accidents graves PLINIUS. L’installation
KROTOS du CEA-Cadarache s’intéresse aux phénomènes liés
à l’Interaction Corium Eau et l’installation VITI a été
développée pour mesurer des propriétés thermophysiques.
Dans le cadre d’une ANR (ANR post-Fukushima) dénommée
ICE (Interaction Corium Eau), il est prévu un programme de
5 ans s’intéressant aux phénomènes d’interaction du
corium. Le CEA propose une étude post-doctorale sur deux
ans au CEA- Cadarache avec deux axes de recherche sur
l'installation VITI (sustentaton de goutte à 2500K): 1Mesure des propriétés physiques du corium notamment
celles des interfaces corium/gaz 2- Etude de la solidification
du corium horts équilibre en fonction des conditions
d'interface.
In the frame of the nuclear severe accident studies in a
PWR, some scenarios can lead to the thermal melting of
the nuclear core. In this case, the mixture, so-called
"corium", would be formed with the main core
constituents, i.e. nuclear fuel, zircaloy cladding and steel
structure materials. For come coonfigurations, it is
possible to have interaction between water of the PWR
and the corium, so-called Fuel Coolant Interaction (FCI).
In this case, a pre-mixing/fragmentation phenomena will
occur and then, it could be possible to have formation of
a debris bed or an energetic event called Steam Explosion
(SE). All these phenomena are partially known and some
R&D studies have been performed for 20 years to better
understand and model in order to extrapolate to reactor
case. The Commissariat à l’Energie Atomique et aux
Energies Alternatives (CEA)has developped for many
years experimental expertise at high temperature
(T>2500K) to set up multiphases and complex mixtures
on the PLINIUS platform at CEA-Cadarache. The KROTOS
facility is devoted to FCI and the VITI installation to
thermophysical properties measurements. In the frame
of a national program (Post-Fukushima action), a 5 years
program, called ICE (Water Corium Interaction) is
planned. CEA proposed a 2-years position at CEACadarache with 2 research topics on the VITI facility
trough original technic(sustentation of droplet at 2500K)
:1-Thermophysical properties measurements of corium 2Solidification out of equilibrium , with different interface
conditions.
Contact CEA : Pascal PILUSO/// mail : pascal.piluso @cea.fr /// tél : 33 4 42 252 509

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