Limites technologiques du combustible

La pression interne des gaz de fission en fin de vie du combustible ne doit pas depasser la pression qui conduirait a une reouverture du jeu pastille-gaine. Un historique enve — loppe de puissance de fonctionnement des crayons doit alors etre verifie, en particulier

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lors des derniers cycles d’irradiation. Le combustible MOX est particulierement sensible a cet aspect. En effet, le MOX a une conductibilite thermique plus faible que celle de l’UO2 (environ 4 %) entraTnant une temperature des crayons plus importante et un plus grand relachement des produits de fission gazeux d’ou une pression interne plus importante. La puissance lineique des MOX ne doit pas alors depasser au cours de la campagne l’histo — rique de puissance utilise pour la conception thermomecanique du crayon, sachant que dans le MOX la puissance degagee en fonction du taux de combustion decroTt beaucoup moins que pour l’UO2 (figure 3.8).

Des limites au taux de combustion maximum de decharge des assemblages sont im — posees reglementairement compte tenu du gonflement de l’oxyde sous irradiation ainsi que de la diminution des caracteristiques mecaniques de la gaine. La limite sur l’irra — diation maximale de decharge des assemblages en LNAt (+60 jepp de stretch) etait de 47 000 MWj/t jusqu’en 1999.

Des efforts de recherche menes dans le domaine du comportement en situations acci — dentelles du combustible fortement irradie (experiences CABRI menees au CEA) ont per — mis par le passe d’obtenir des derogations en fonction des resultats obtenus. Durant une periode transitoire, l’autorisation a ete accordee de depasser 47 GWj/t sous reserve de respecter un nombre maximum de 50 assemblages par recharges d’irradiation comprises entre 47 et 50 GWj/t. Enfin, un dossier a ete instruit aupres de l’Autorite de sQrete nucleaire afin de porter l’irradiation maximale des assemblages decharges a 52 000 MWj/t. L’autori­sation en a ete obtenue en 1999 et est valable pour les combustibles UO2 de fabrication posterieure a 1993.

Les plans de chargement sont optimises de fagon a eviter les depassements en taux de combustion. Cependant, le seuil de 52 GWj/t est susceptible d’etre atteint pour les gestions CARANCE, GEMMES et CYCLADES.

Les produits recents des fournisseurs utilisent de nouveaux materiaux pour le gainage et la structure (exemple gainage M5 d’AREVA). L’objectif en taux de combustion de la prochaine generation d’assemblages est de 62 GWj/t.