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• W69355894 abstract "Ce travail a ete realise en cotutelle entre l’Universite Charles a Prague (Republique Tcheque) et l'Universite de Strasbourg (France). Il a egalement profite d’une cooperation entre l'Institut de Chimie Inorganique de l'Academie des Sciences de Republique Tcheque et le Commissariat a l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA, Cadarache, France). Les resultats des travaux ont contribue au projet OCDE / AEN Serena 2 (Programme portant sur l’etude des effets d'une explosion de vapeur dans un reacteur nucleaire a eau). La these presentee se situe dans le domaine de la surete nucleaire et de la science des materiaux. Elle traite de l’Interaction Combustible-Refrigerant (ICR, ou FCI en anglais pour Fuel-Coolant Interaction) susceptible d’intervenir lors d’un accident grave de reacteur nucleaire et actuellement a l’etude dans les programme de R&D. Au cours d’un accident de fusion d’un coeur de reacteur, les materiaux fondus peuvent interagir avec le liquide de refroidissement (eau legere), aussi appele refrigerant. Cette interaction peut se produire a l'interieur de la cuve ou, en cas de rupture de celle-ci, a l'exterieur. Ces deux scenarios sont couramment appeles Interaction Combustible-Refrigerant en- et hors- cuve et se distinguent de par les conditions du reacteur lors de l’accident : pression du systeme, degre de sous refroidissement de l’eau, etc. L'interaction entre le combustible fondu et le liquide de refroidissement peut evoluer vers une detonation thermique appelee «explosion de vapeur» qui peut endommager le reacteur, voire compromettre l'integrite du confinement. Des experiences recentes ont montre que la composition du combustible a un effet majeur sur l’apparition et le rendement d’une telle explosion. En particulier, des comportements differents ont ete observes entre un materiau simulant, l'alumine, qui explose tres facilement, et diverses compositions de corium prototypique (80 m. % UO2, 20% m.% ZrO2). Cet «effet materiau» a suscite un interet nouveau pour les analyses post-experiences des debris issus de l’ICR afin de determiner les mecanismes qui interviennent au cours de ces phenomenes extremement rapides. La these est organisee en neuf chapitres. Le chapitre 1 constitue une introduction generale et presente le contexte d’un accident grave d’un reacteur nucleaire. Quelques exemples d’accidents graves (Three Miles Island 1979, Tchernobyl 1986 et Fukushima 2011) sont brievement abordes. Le chapitre 2 resume les aspects theoriques de l'interaction combustible-refrigerant. Il est divise en quatre parties correspondant aux quatre etapes generalement rencontrees lors du mecanisme d’ICR i) Premelange - le combustible fondu, verse dans l'eau, se fragmente en gouttelettes grossieres qui s’isolent d’un film de vapeur. ii) Declenchement – le film de vapeur entourant les gouttes de combustible est destabilise, permettant ainsi la fragmentation fine du combustible. iii) Propagation - la fragmentation du combustible se propage a l’ensemble du premelange, augmentant ainsi la surface de contact entre le combustible fondu et l’eau. Ceci conduit a une production intense de vapeur a grande echelle. iv) Expansion (explosion) - l'energie thermique transferee du combustible a l'eau est transformee en travail mecanique de la vapeur.[...]" @default.
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