La Russie teste un combustible plus résistant aux accidents

Pour la première fois, Tvel a placé dans le réacteur à boucles MIR du Research Institut of Atomic Reactors (RIAR), de Dimitrovgrad, deux assemblages combustibles composés d’un combustible résistant aux accidents, qu’il a lui-même développé. Chacun d’eux contient 24 crayons combustibles composés de matériaux différents. Il s’agit ici de tester les différentes options: ainsi, d’une part, deux matrices de combustible différentes sont appliquées: l’oxyde d’uranium, couramment utilisé de nos jours, et un alliage composé d’uranium et de molybdène, plus dense et possédant une plus grande conductivité thermique. D’autre part, les gaines peuvent elles aussi être composées soit d’un alliage de zirconium soit d’un alliage chrome-nickel. Ainsi, pour chaque assemblage, quatre combinaisons de matériaux différentes sont testées. Par ailleurs, Tvel applique dans un assemblage la géométrie de crayons utilisée dans le type russe VVER, et dans l’autre, celle utilisée dans le type international PWR. L’entreprise a précisé que les deux assemblages seraient testés dans des conditions proches de celles de l’exploitation, que cela concerne l’exploitation d’un VVER ou d’un PWR.

La première phase, qui comprend des tests dans le réacteur et des examens postérieurs, sera achevée en 2019. La combinaison optimale sera déterminée sur la base des données recueillies, et des calculs ainsi que des validations pour les réacteurs à eau légère seront effectués. Dans un second temps, Tvel placera dans des tranches nucléaires en service commercial en Russie quelques nouveaux crayons combustibles, à des fins de test.

Des efforts internationaux

La Russie n’est pas le seul pays à vouloir développer un combustible résistant aux accidents. L’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) a ainsi publié en 2016 un rapport intitulé «Accident Tolerant Fuel Concepts for Light Water Reactors». De même, dans son «State-of-the-Art Report on Light Water Reactor Accident-Tolerant Fuels», paru en 2018, l’Agence pour l’énergie nucléaire (AEN) de l’Organisation de coopération et de développement économique (OCDE) fournit un aperçu du développement de l’ATF.

L’alliage de zirconium présent dans les gaines de combustible a certes bien fonctionné et présenté de bonnes propriétés générales. Mais à haute température, le matériau réagit chimiquement avec la vapeur d’eau. Dans les conditions d’un accident tel que celui survenu à Fukushima-Daiichi, cela peut provoquer la formation d’hydrogène gazeux inflammable. C’est pourquoi, suite à l’accident, l’accent au niveau mondial a été mis sur l’amélioration des propriétés des combustibles.