MEB et microanalyse appliqués à l'étude de l'oxydation des gaines en alliage de zirconium.

Christian DURIEZ

IRSN, Saint-Paul-lès-Durance
christian.duriez@irsn.fr

Au Laboratoire d’Etudes en Mécanique et Matériaux de l’IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire), nous réalisons des essais expérimentaux pour étudier le comportement du combustible nucléaire en situation accidentelle.

L’un des scénarios de référence est l’Accident de Perte de Réfrigérant Primaire (APRP), qui postule une brèche dans le circuit primaire de refroidissement du cœur du réacteur. Sous l’effet de la dépressurisation de la cuve, l’eau est convertie en vapeur d’eau, et le combustible, qui n’est plus refroidi, voit sa température s’élever au-delà de 1000°C. Les gaines contenant les pastilles d’oxyde d’uranium, qui sont des tubes en alliage base zirconium, s’oxydent alors rapidement.

Pour étudier les mécanismes d’oxydation et de dégradation des gaines, nous disposons de fours haute température simulant l’environnement accidentel. Le MEB et la microsonde de Castaing sont utilisés pour les examens métallographiques des échantillons après essais.

Des exemples de résultats, s’intéressant en particulier à la microstructure cristallographique des couches de zircone formées et à la distribution de l’oxygène mis en solution dans le métal, seront présentés.