Des chercheurs découvrent un réseau de pores caché dans le combustible nucléaire
Une étude récente menée par des chercheurs du MIT en collaboration avec l’Idaho National Laboratory (INL) a révélé des informations cruciales sur le combustible nucléaire, en particulier un type de combustible métallique, l’uranium allié avec 10 % de zirconium, également connu sous le nom de U-10Zr. Cette recherche a été réalisée à l’aide de la tomographie par rayons X synchrotron à haute énergie au Brookhaven National Laboratory (BNL) à New York.
Lorsqu’un réacteur nucléaire commence à fonctionner, des atomes lourds se divisent en produits de fission, créant des défauts qui modifient la manière dont le combustible se dilate, transfère la chaleur et réagit chimiquement au fil du temps. Comprendre ces processus est essentiel pour garantir la sécurité et l’efficacité des réacteurs nucléaires. Cependant, les mécanismes régissant ces processus restent flous, en particulier pour le U-10Zr, qui a été largement testé dans des réacteurs rapides refroidis au sodium dans les années 1980.
Les chercheurs ont utilisé des échantillons de combustible provenant du Fast Flux Testing Facility, un réacteur ayant fonctionné de 1982 à 1992. Grâce à leur méthode avancée, ils ont pu visualiser les réseaux de pores internes du combustible en trois dimensions, révélant comment la porosité et les interactions avec le revêtement de combustible évoluent.
Les résultats montrent que la porosité augmente modérément du centre vers le bord du combustible, tandis que la densité des pores augmente de plus de deux ordres de grandeur près du revêtement. Ces découvertes pourraient prolonger la durée de fonctionnement de certains réacteurs nucléaires et informer le développement de systèmes de combustible pour les réacteurs avancés de prochaine génération.
Les travaux ont été soutenus par le Bureau de l’énergie nucléaire du Département américain de l’énergie et ont utilisé des ressources à BNL et INL.
Source : MIT News.
