Les cuves des réacteurs nucléaires
Analyse des conséquences de l’anomalie de fabrication du fond et du couvercle de la cuve du réacteur EPR de Flamanville
Avant l’essai, les barres transitoires sont remplies d’hélium-3, un gaz qui absorbe les neutrons, à une pression d’environ 10 bars. Le transitoire de puissance est généré, lorsque le réacteur se trouve à un palier de puissance quasi-nulle (100 kW, typique de l’arrêt à chaud d’un REP), en ouvrant de façon contrôlée les vannes rapides permettant l’échappement de l’helium-3 sous pression ; ceci conduit à une augmentation brutale de la réactivité (les neutrons n’étant plus absorbés) et donc à un pic de puissance (le « pulse »).
Celui-ci est immédiatement limité par les contre-réactions neutroniques, principalement l’effet Doppler, puis terminé par la chute commandée des BCS afin d’ajuster l’énergie délivrée au crayon d’essai. Pendant le transitoire de puissance, les sécurités neutroniques du réacteur sont inhibées pendant 1 s. Les pulses durent de quelques ms à quelques dizaines de ms (caractérisés par une largeur à mi-hauteur de 8 à 80 ms), une puissance instantanée totale pouvant dépasser 21 GW, et une énergie déposée dans le cœur allant jusqu’à 237 MJ. La maîtrise de la chronologie de dépressurisation des barres transitoires est assurée par l’ensemble numérique et analogique de commande des barres transitoires (ENACBT), piloté par le directeur d’essai.
La boucle à eau pressurisée
La boucle à eau pressurisée (BEP) est la boucle d'essai traversant le centre du cœur de CABRI. La BEP a remplacé l'ancienne boucle expérimentale au sodium. Elle a pour fonction d'accueillir le dispositif d'essai et d'établir, au niveau du crayon d'essai, des conditions thermohydrauliques représentatives d'un REP : 280°C, 155 MPa, la vitesse de l'eau au droit du crayon testé ~4 m.s-1.
La BEP constitue ainsi une première barrière de sûreté de l’installation, vis-à-vis du crayon testé. La partie de la BEP située au centre du réacteur est appelée enceinte EP. Elle est reliée au caisson EP qui abrite l'ensemble des composants produisant les conditions thermohydrauliques REP (pressuriseur, pompe de circulation, échangeurs) et les circuits annexes de la BEP (réservoir de décharge, circuits de gestion des effluents liquides et gazeux générés par les essais…).
L’eau de la BEP pouvant être contaminée au cours d'un essai, elle est placée dans une double enveloppe qui constitue la deuxième barrière de confinement. La boucle dispose d’un filtre chargé de piéger les fragments combustibles fins potentiellement relâchés (protection de la pompe et limitation du terme source des effluents). La partie en cœur de la double enveloppe est appelée tube de sécurité. L’ensemble tube de sécurité et enceinte EP est appelé cellule EP. L’enceinte et le tube de sécurité ont été réalisés en Zircaloy-4 pour optimiser la transparence neutronique au niveau du crayon d’essai. Dans un but de radioprotection, la partie de la BEP reliant l'enceinte EP au caisson BEP est placée dans un blindage de plomb.
