Mandats et structures de l'AEN


Groupe d’experts sur les technologies des métaux liquides

Président(s) : Paul SCHUURMANS, Belgique
Secrétaire :  Stéphanie CORNET
(stephanie.cornet@oecd-nea.org)
Membre(s) :Tous les pays membres de l'AEN*
Russie (Suspendue*)
*La Fédération de Russie a été suspendue en vertu d'une décision du Conseil de l'OCDE.
Participant(s) à part entière : Commission européenne
En vertu des Statuts de l'AEN
Observateur(s)(Organisation Internationale) : Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA)
Par accord
Date de création :30 juin 2015
Fin de mandat :30 juin 2019

Mandat (Document(s) de référence) :

  • Approuvé à la 26e réunion du Comité des sciences nucléaires en juin 2015 [NEA/SEN/NSC(2015)2]

Mandat (Extrait) :

Extrait du document [NEA/SEN/NSC(2015)2]

Introduction

Le Groupe d’experts sur les technologies des métaux liquides lourds (HLM), actif depuis plusieurs années, avait jusqu’à présent pour objectif principal la production d’un manuel avec un ensemble d’approches théoriques et de données expérimentales, qui permette de fournir des recommandations pertinentes pour la conception de systèmes nucléaires utilisant des métaux liquides lourds. La deuxième version de ce manuel étant  prête pour la publication, le groupe d’experts a réexaminé sa mission et ses futures activités. En particulier, comme suggéré par le Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible (WPFC), il a été décidé d’intégrer des travaux portant sur le sodium (Na) liquide au futur plan de travail du groupe d’experts. De plus, le groupe d’experts entend passer à l’étape suivante de l’évaluation des données disponibles pour rapprocher celle-ci de son application aux activités de conception, de construction et d’autorisation, d’une part, et aux activités d’exploitation, d’inspection en service, de manutention et de maintenance, d’autre part. À la lumière des échanges qui ont eu lieu, le groupe d’experts propose de formuler ses objectifs comme suit.

Objectif et champ d'action

Sous la direction du Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible (WPFC), le groupe d’experts mènera des activités visant à transposer les connaissances scientifiques fondamentales en applications à l’appui (1) du développement de codes de construction pour la conception (règles de conception), (2) du traitement de questions techniques clés pour l’autorisation, (3) de l’élaboration de recommandations pour l’exploitation, l’inspection et la manutention.

Les domaines d’étude et les objectifs du groupe d’experts sont les suivants :

  • Conditions et facteurs environnementaux ayant un impact sur le comportement des matériaux pouvant modifier l’intégrité structurelle des composants et des enceintes de confinement. On s’intéressera notamment à l’impact de l’environnement sur les propriétés mécaniques : effets de l’irradiation et fragilisation des métaux liquides, ou encore effets de propriétés favorisées par l’environnement, comme la corrosion.

L’objectif est de s’appuyer sur une compréhension des principes fondamentaux du comportement des matériaux (corrosion et propriétés mécaniques dans les métaux liquides et sous irradiation) pour évaluer les effets environnementaux dont il faut tenir compte dans les normes de construction. Il est prévu de réfléchir à la possibilité d’un partage de données expérimentales entre les participants.

  • Questions relatives au réfrigérant et au gaz de couverture. L’accent sera mis sur les questions pertinentes pour l’évaluation de l’impact radiologique et pour les opérations d’exploitation, de maintenance, d’inspection et de manutention, etc. Les sujets abordés  seront la chimie, la radiochimie et la physique du réfrigérant, l’interaction de ce dernier avec le gaz de couverture, l’impact de l’irradiation, l’influence de la corrosion, le transport des radionucléides dans le réfrigérant, etc.

L’objectif est de répondre à des questions techniques clés afin de mieux maîtriser l’impact radiologique ainsi que les opérations d’exploitation, de manutention, de maintenance et d’inspection dans le contexte du processus d’autorisation.

  • Thermohydraulique des métaux liquides. Le comportement thermohydraulique du réfrigérant est un facteur crucial, parce qu’il détermine une grande partie des conditions environnementales qui agissent sur les matériaux et sur le refroidissement, notamment la distribution de l’écoulement et les phénomènes de mélange, la distribution de température, la stratification et les instabilités, les variations de pression, les interactions entre le réfrigérant et la structure, etc.

L’objectif est de collecter et d’évaluer des données expérimentales en vue d’améliorer la connaissance que l’on a des conditions environnementales qui influent sur le comportement des matériaux et du réfrigérant.

Méthodes de travail

Deux groupes de travail (Na et HLM) seront créés qui, à des fins d’efficience, se réuniront en parallèle. Chaque réunion comprendra une session plénière au cours de laquelle les groupes pourront examiner et comparer les résultats afin d’identifier les éventuelles convergences et synergies.

Activités

  • Étude des connaissances fondamentales actuelles sur les effets des métaux liquides sur le comportement des matériaux.
  • Évaluation des exigences pour la gestion des données : type de données, type de tests, et conditions d’accès.
  • Compilation et évaluation des données qui concernent les effets des métaux liquides sur le comportement des matériaux.
  • Étude et comparaison des méthodologies existantes pour favoriser la compréhension des mécanismes de dégradation sous-jacents.
  • Identification des travaux de R-D nécessaires pour compléter les bases de données expérimentales et pour améliorer les méthodes de modélisation.
  • Production d’un rapport sur les effets environnementaux des métaux liquides (sur les matériaux).
  • Compilation et évaluation des données pour l’exploitation, l’inspection, la manutention et la maintenance des réacteurs refroidis par un métal liquide, en prenant en considération le retour d’expérience d’exploitation.
  • Identification des questions techniques et des enseignements clés pour renforcer la sûreté et la fiabilité de l’exploitation, de l’inspection, de la manutention et de la maintenance, à l’appui de la conception de réacteurs et systèmes et de leur future exploitation.
  • Compilation et évaluation de données sur la thermohydraulique des métaux liquides (pour Na, l’analyse portera essentiellement sur les données relatives aux conditions environnementales qui s’appliquent aux matériaux).
  • Évaluation d’expériences de thermohydraulique et identification des travaux de R-D nécessaires pour améliorer la connaissance acquise à ce jour dans des conditions environnementales s’appliquant aux matériaux.
  • Exercices de comparaison et benchmarks destinés à comparer les codes entre eux, ainsi que les codes aux résultats expérimentaux.

Produits

  • Rapport consacré aux effets environnementaux des métaux liquides sur les matériaux.
  • Rapport sur les exigences en termes de gestion de données, au service de l’étude des matériaux de structure et de la thermohydraulique.
  • Rapport sur les questions techniques et les enseignements clés pour renforcer la sûreté et la fiabilité des opérations d’exploitation, d’inspection, de manutention, de maintenance, de démantèlement et de gestion des déchets associées aux réacteurs refroidis par un métal liquide.
  • Rapport sur le comportement thermohydraulique des métaux liquides.

Liens 

Le groupe d’experts entretiendra des relations étroites avec d’autres groupes de travail de l’AEN, notamment le Groupe d’experts sur les matériaux de structure innovants et le Comité sur la sûreté des installations nucléaires (CSNI) ainsi que les groupes d’experts travaillant sous la direction de ce comité, afin de s’assurer que les programmes de travail de chacun sont complémentaires, de fournir avis et soutien en tant que de besoin et d’entreprendre des projets en commun le cas échéant.

Le groupe d’experts travaillera également en coopération avec la Section du développement de la technologie électronucléaire de l’AIEA et, en particulier, avec le Groupe de travail technique sur les réacteurs à neutrons rapides (TWG-FR) et le Projet de recherche coordonnée sur les propriétés du sodium et l’exploitation sûre d’installations expérimentales pour la mise au point et l’implantation de réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium (NAPRO). Les sources majeures des données expérimentales à examiner seront (sans s’y limiter) les projets NAPRO et MatDB.