Mandats et structures de l'AEN

Groupe d’experts sur la technologie des caloporteurs/composants de réacteurs (EGCoCoT)

Mandat (Document(s) de référence) :

• Approuvé à la 26^e réunion du Comité des sciences nucléaires en juin 2015 [NEA/SEN/NSC(2015)2]
• Prorogé à la 15^e réunion du Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible en février 2017 [NEA/SEN/NSC/WPFC(2017)2] (en anglais seulement)
• Mandats du Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible (WPFC) et de ses groupes d'experts [NEA/SEN/NSC/WPFC(2018)1]
• Compte rendu succinct de la 17^e réunion du Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible du 6 février 2019 [NEA/SEN/NSC/WPFC(2019)1] (en anglais seulement)
• Mandat du Groupe d’experts sur les technologies des métaux liquides [NEA/SEN/NSC/WPFC(2019)2] (en anglais seulement)
• Compte rendu succinct de la 18e réunion du Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible tenue les 5-6 octobre 2020 [NEA/SEN/NSC/WPFC(2020)35]
• Mandat révisé du Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible (WPFC) soumis pour approbation par la procédure écrite [NEA/SEN/NSC/WPFC(2020)3]
• Mandat du Groupe d’experts sur la technologie des caloporteurs/composants de réacteurs (EGCoCoT) [NEA/SEN/NSC/WPFC(2021)2] (en anglais seulement)

Mandat (Extrait) :

Extrait du document [NEA/SEN/NSC/WPFC(2021)2]

Mandat

Contexte

Le Groupe d’experts sur les technologies des métaux lourds liquides a mené ses activités pendant plusieurs années. Son objectif principal était de produire un manuel pourvu d’un ensemble d’approches théoriques et de données expérimentales en vue de formuler des recommandations utiles pour la conception de systèmes nucléaires utilisant des métaux lourds liquides. Lorsque la deuxième version de ce manuel a été prête pour publication, le Groupe d’experts a réexaminé sa mission et la suite à donner à ses activités. En particulier, comme suggéré par le Groupe de travail sur les aspects scientifiques des cycles du combustible avancés (WPFC), il a été décidé d’inscrire des travaux sur le sodium (Na) liquide à son futur programme de travail. De plus, le Groupe d’experts entend passer à l’étape suivante de l’évaluation des données disponibles pour avancer vers l’application de ses résultats aux activités de conception, de construction et d’autorisation, d’une part, et aux opérations d’exploitation, d’inspection en service, de manutention et de maintenance, d’autre part. En vue de mieux refléter le champ d’étude de ce groupe, ce dernier a été renommé Groupe d’experts sur les technologies de caloporteurs/composants de réacteurs (EGCoCoT), qui indique que sont couverts non seulement les propriétés des caloporteurs eux-mêmes, mais aussi les effets d’un caloporteur particulier sur les composants de réacteurs, notamment, sans caractère limitatif, les matériaux de structure, le contrôle de la chimie, la thermohydraulique, le comportement des composants, les questions de sûreté, etc.

Champ d’étude

Sous la direction du WPFC, l’EGCoCoT mènera des activités dans l’objectif de recueillir, évaluer et conserver des données scientifiques pertinentes et de « traduire » les connaissances scientifiques fondamentales dans des applications soutenant (1) le développement de codes de construction pour la conception (règles de conception), (2) le traitement de questions techniques clés pour le processus d’autorisation et (3) l’élaboration de recommandations pour l’exploitation, l’inspection et la manutention.

Objectifs

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

• Conditions et facteurs environnementaux dont l’incidence sur le comportement des matériaux peut altérer l’intégrité structurelle des composants et des enceintes de confinement. Il s’agit notamment des effets du milieu sur les propriétés mécaniques (par exemple, l’irradiation et la fragilisation par les métaux liquides) ou des effets d’environnement (à l’exemple de 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 de l’environnement dont il faut tenir compte dans les normes de construction. Il est prévu de réfléchir à la possibilité de partager les données expérimentales entre les participants et de réaliser des analyses.

• Questions relatives au caloporteur et au gaz de couverture. L’accent est mis sur les questions dignes d’intérêt pour l’évaluation de l’impact radiologique et pour les opérations d’exploitation, notamment de maintenance, d’inspection et de manutention. Les domaines d’étude concernés sont la chimie, la radiochimie et la physique du caloporteur, 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 caloporteur 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 des températures, la stratification et les instabilités, les variations de pression, les interactions entre le réfrigérant et la structure, etc.

L’objectif est de recueillir 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 d’étude formés de membres de l’EGCoCoT seront formés et travailleront en parallèle sur le sodium et les métaux lourds liquides pour examiner et comparer les résultats obtenus en vue de dégager des convergences et synergies éventuelles.

Les activités des deux groupes d’étude consisteront à :

• faire un état des connaissances fondamentales actuelles concernant les effets des métaux liquides sur le comportement des matériaux ;
• évaluer les exigences à satisfaire en matière de gestion des données : type de données, type de tests et conditions d’accès ;
• compiler et évaluer les données concernant les effets des métaux liquides sur le comportement des matériaux ;
• recenser et comparer les méthodologies existantes pour comprendre les mécanismes de dégradation sous-jacents ;
• définir les travaux de R&D à mener pour compléter les bases de données expérimentales et améliorer les méthodes de modélisation ;
• établir un rapport de situation concernant les effets des métaux liquides sur les matériaux ;
• compiler et évaluer les données nécessaires à l’exploitation, à l’inspection et à la maintenance des réacteurs refroidis par un métal liquide, ainsi qu’aux opérations de manutention connexes, en prenant en considération le retour d’expérience d’exploitation ;
• recenser les principales questions techniques et leçons à retenir 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 ;
• compiler et évaluer les données sur la thermohydraulique des métaux liquides (dans le cas du sodium, l’analyse portera essentiellement sur les données relatives aux conditions environnementales qui s’appliquent aux matériaux) ;
• évaluer des expériences de thermohydraulique et définir les travaux de R&D à mener pour améliorer les connaissances sur les conditions environnementales qui s’appliquent aux matériaux ;
• réaliser des benchmarks pour comparer les codes entre eux, ainsi que les codes aux résultats d’expérience.

Résultats attendus

• Rapport sur l’état des connaissances concernant les effets des métaux liquides sur les matériaux, y compris les questions techniques et leçons à tirer 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 ;
• Mise à jour du manuel sur les métaux liquides ;
• Base de données sur les caloporteurs.

Interactions

Le Groupe d’experts entretient des relations étroites avec d’autres groupes de travail de l’AEN, en particulier le Groupe d’experts sur les matériaux de structure innovants et les groupes travaillant sous la direction du Comité sur la sûreté des installations nucléaires (CSNI), afin de s’assurer que les programmes de travail de chacun sont complémentaires, de donner son concours et son avis en tant que de besoin et d’entreprendre des projets en commun.

Le Groupe d’experts coopère également 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). Parmi les principales sources de données expérimentales à examiner figurent notamment 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) et la Base de données sur les matériaux de la Commission européenne (MatDB).