UE Physique des réacteurs nucléaires 5 GEN - 5PUGPRN5

Objectif(s)

SIREP (20h)
SImulation des REacteurs à eau sous pression (REP 1300)
Les objectifs du bureau d’études sur le fonctionnement normal d’un réacteur à eau sous pression, à l’aide du simulateur SIREP, sont les suivants :
• Comprendre les actions de conduite pour passer de l’arrêt à froid à l’arrêt à chaud (155 bars, 297°C), à travers le diagramme P/T, avant de procéder à la divergence du cœur.
• Justifier comment on contrôle la température et la pression primaire en fonction des conditions P/T.
• Comprendre le comportement d’un cœur sous-critique en présence de sources de neutrons.
• Appréhender le principe de l’approche sous-critique (sans information sur la réactivité) en évitant toute divergence intempestive.
• Comprendre le comportement du cœur divergé, sur-critique ou sous-critique, à « puissance nulle », sous le seuil de chauffe nucléaire (dit improprement « seuil Doppler »).
• Comprendre et modéliser le comportement du cœur divergé « en puissance » (au-delà du seuil de chauffe nucléaire, dès que le « chauffage nucléaire » est observé).
• Appréhender l’importance des contre-réactions thermiques pour la sûreté.
• Appréhender les essais physiques de redémarrage à « puissance nulle » qui permettent de mesurer certaines caractéristiques neutroniques du cœur et de les confronter avec celles évaluées lors des calculs d’évaluation de la sûreté de la recharge.
• Illustrer l’effet modérateur par la réalisation partielle d’un des essais physiques de redémarrage consistant à mesurer le coefficient de température isotherme alfa_iso et son évolution en fonction de la concentration en bore.
• Appréhender l’interaction primaire – secondaire, permettant de comprendre comment est exploité un REP et pourquoi un accident au secondaire peut constituer un accident de réactivité.
• Comprendre et modéliser le comportement du cœur « en puissance » avant et après couplage au réseau.
• Une fois couplé, comprendre la notion de fonctionnement en turbine prioritaire, le comportement du cœur « naturel » (sans sollicitation des moyens de contrôle de la réactivité), en mode suiveur.
• Appréhender le programme de température Tm&Tv = f(%Pn) et l’intérêt d’une régulation de température moyenne primaire par les grappes (groupe R).
• Comprendre l’origine des différents effets en réactivité et comment ils sont contrôlés lors du suivi de charge (répartition bore / grappes).
• Comprendre l’origine des limites d’exploitation à respecter :directement liées au couple : puissance – DPax (diagramme de pilotage), et celles liées aux « marges cœur » : « bas REC » et « surpuissance linéique ».
• Comprendre les limites du système de dilution, avec l’avancement dans le cycle, et comment on procède à une prolongation de cycle dès la CB trop faible.
• Finalement, être capable de synthétiser les avantages et inconvénients des moyens de contrôle de la réactivité (bore/grappes).

Codes numériques de thermohydraulique : CATHARE (16h)
Il s'agit d'acquérir une première expérience du code système accidentel CATHARE 2 développé au CEA. Pour cela un circuit simplifié de réacteur à eau pressurisée (REP) sera schématisé en utilisant l'interface GUITHARE et une note de calcul sera fournie à l'issue des TPs.

Projet MC Radioprotection (8h)
Mener des études complexes de sureté, de criticté et de radioprotection. Ces différents domaines utilisent des outils de référence du domaine de transport de neutrons et de gammas

Contenu(s)

SIREP
SImulation des REacteurs à eau sous pression (REP 1300)

Première séance (4 heures):
Chapitre 1 – Montée dans le diagramme P/T avant divergence

Deuxième séance (4 heures):
Chapitre 2 – Approche sous critique et divergence
Chapitre 3 – Recherche du seuil de chauffe nucléaire

Troisième séance (4 heures):
Chapitre 4 – Essais physiques à puissance nulle
Chapitre 5 – Démarrage de la tranche – couplage au réseau (première partie)

Quatrième séance (4 heures):
Chapitre 5 – Démarrage de la tranche – couplage au réseau (deuxième partie)

Cinquième séance (4 heures)
Chapitre 6 – Exploitation en puissance, suivi de charge, îlotage

Codes numériques de thermohydraulique : CATHARE
Préliminaires: prise en main du code et de l'interface sur des exemples simples.
1ère étape : schématisation d'un coeur simplifié de REP avec conditions aux limites correspondant aux conditions de fonctionnement nominal.
2ème étape : schématisation des autres éléments du circuit.
3ème étape : Simulation d'une brèche sur ce circuit.

Projet MC Radioprotection
cas d'études typiques des domaines criticité et radioprotection, ainsi que les combinaisons d'outils utilisés pour répondre aux besoins des études.
Une étude de cas nécessitant la combinaison de plusieurs types de calcul est proposée. Les élèves y répondent en petites équipes.

Physique des réacteurs nucléaires 1, 2, 3, 4
Thermohydraulique 1, 2
Technologie des réacteurs 1
Physique nucléaire 1

Contrôle des connaissances

Informations complémentaires