fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer (PSI) en Suisse ont mené, pour la première fois dans des conditions réelles, une étude expérimentale sur le système de refroidissement passif d'un petit réacteur modulaire (SMR) au sein de l'installation d'essai PANDA, et ont collecté des données de mesure à haute résolution. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Nuclear Engineering and Design, et un programme international d'analyse comparative basé sur ces données a été officiellement lancé.
Contrairement aux réacteurs traditionnels qui dépendent de mesures de sûreté actives telles que des pompes et des vannes, de nombreux SMR adoptent un concept de refroidissement passif, s'appuyant sur des effets physiques comme la condensation, la gravité et les différences de densité pour garantir la sûreté en cas d'urgence. Cependant, le PSI souligne que les données expérimentales disponibles pour valider les résultats de simulation de tels systèmes restent limitées.
L'installation d'essai PANDA, d'une hauteur de 25 mètres sur cinq niveaux, est composée de plusieurs conteneurs pour un volume total d'environ 500 mètres cubes et ne contient aucune substance radioactive. L'installation est équipée de plus de 80 vannes permettant de prélever des mélanges gazeux à différents endroits pour les analyser par spectrométrie de masse, et d'environ 1450 capteurs. La vapeur est produite par un réchauffeur électrique de 1,5 mégawatt, pouvant atteindre une température maximale de 200 degrés Celsius et une pression maximale de 10 bars.
Lors de cette expérience, l'équipe du projet PSI a testé un circuit de refroidissement fermé, constitué d'un tuyau vertical d'environ six mètres de haut. En cas d'accident, si de la vapeur s'échappe dans l'enceinte de confinement, elle entre en contact avec la surface froide du tuyau, se condense en gouttelettes d'eau et retombe sous forme d'eau liquide dans le réacteur. La chaleur libérée est transférée à l'eau à l'intérieur du tuyau ; l'eau chaude, moins dense, s'élève naturellement et libère sa chaleur dans un réservoir de stockage, puis l'eau refroidie redescend, créant une circulation naturelle basée uniquement sur la différence de densité, sans aucune pompe ni électricité.
À l'aide de caméras à haute vitesse, les chercheurs ont enregistré en détail les minuscules gouttelettes d'eau se condensant à la surface du tuyau et ont observé pour la première fois la séparation des gaz à l'intérieur de l'enceinte de confinement : une plus grande concentration d'air dans la partie inférieure et plus de vapeur résiduelle dans la partie supérieure. Le PSI indique que si cet effet est ignoré, l'efficacité de la dissipation thermique du système s'en trouve réduite. De plus, les chercheurs ont suivi de minuscules particules dans le gaz, confirmant qu'elles se déplacent très lentement près du tuyau. Le processus de refroidissement n'est pas déterminé par des flux d'air importants, mais principalement par la diffusion, ce qui signifie qu'il dépend fortement des conditions locales.
Yago Rivera Durán, du Centre pour la science et l'ingénierie nucléaires de l'Institut polonais de recherche scientifique, déclare : « Auparavant, les chercheurs ne pouvaient pas déterminer si les résultats de leurs programmes de simulation correspondaient à la réalité lors du développement de ces programmes. Nous comblons cette lacune grâce à PANDA. »
Le PSI indique que le dernier rapport publié marque le lancement officiel d'un programme international d'analyse comparative basé sur les données de PANDA. Vingt-cinq institutions y participent déjà, utilisant les résultats expérimentaux pour valider et améliorer leurs méthodes de simulation. Le projet suivant, PANDA-2, s'appuiera sur cette base pour étudier des scénarios plus complexes et le fonctionnement autonome à long terme des systèmes de sûreté passive. Ce projet international devrait se poursuivre jusqu'en 2030, et des projets connexes de divers pays et de l'Union européenne sont également planifiés jusque dans les années 2030.
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