Des systèmes simplifiés aux combustibles modèles: étude in situ du frittage d'oxydes d'actinides et de lanthanides
Résumé
Dans le cadre des études menées pour le développement des réacteurs électronucléaires de
génération future (Gen IV), des modifications de la teneur en plutonium du combustible ainsi
qu’une augmentation du flux de neutrons rapides sont envisagées. Le procédé de frittage de la
céramique oxyde qu’est le combustible, étape essentielle de sa fabrication, doit donc être optimisé.
Il est ainsi nécessaire d’approfondir la compréhension des différents stades gouvernant ce
procédé conduisant d’une poudre à un matériau dense par le biais d’un traitement thermique.
Le frittage est généralement décrit comme la succession de trois étapes successivement
caractérisées par la formation de ponts entre les grains, l’élimination de la porosité ouverte et
l’élimination de la porosité fermée. Les étapes intermédiaire et finale sont connues et décrites dans
la littérature, à la fois par des approches expérimentales et numériques. Le premier stade est
quant à lui principalement décrit par modélisation, des premiers travaux sur les oxydes de cérium
et de thorium n’ayant été reportés que récemment.
L’objectif de ce travail de thèse concerne donc la compréhension du premier stade du frittage
du dioxyde d’uranium UO$_2$ et de solutions solides associées (UO$_2$-CeO$_2$ par exemple). Pour cela
des études in situ par MEBE-HT$^1$ et MET-HT$^2$ ont été réalisées, conduisant à des observations
permettant de caractériser quantitativement les phénomènes régissant le 1er stade du frittage. La
variation des conditions opératoires a en outre permis de mettre en évidence le rôle de différents
paramètres tels que la taille et la morphologie des particules étudiées, ainsi que la température et
l’atmosphère de frittage
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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