Étude des mécanismes physico-chimiques de mise en suspension de contaminants particulaires lors de la dégradation thermique de matériaux représentatifs des installations nucléaires

Pour évaluer la gravité d’un accident de feu de boîte à gants dans une installation nucléaire, il est important de connaitre le terme source, qui est la quantité de matière radioactive mise en jeu. On cherche à identifier les phénomènes à l’origine de la libération de contaminants particulaires lors de la dégradation thermique de ces boîtes à gants.

Deux matériaux (alumine et carbure de tungstène) ont été retenus pour simuler le comportement du contaminant considéré, le dioxyde de Plutonium. Deux dispositifs expérimentaux ont été conçus afin de contaminer et de dégrader thermiquement des plaques de PMMA. Un ensemble d’essais à petite échelle a également permis de mieux comprendre les phénomènes à l’origine de la libération ou du piégeage des particules. La masse volumique du matériau utilisé a un impact direct sur l’émission des particules, la granulométrie des particules a un impact lorsque la dégradation thermique est rapide (flux thermique élevé). Ceci s’explique par l’interaction entre les particules émises et l’écoulement en proche paroi, phénomène qui a pu être observé expérimentalement.

Une modélisation numérique de la situation étudiée a été réalisée et a permis de reproduire partiellement les résultats expérimentaux. Des améliorations peuvent encore être apportées, notamment sur la représentation du phénomène de piégeage des particules dans la matrice polymère. Cette étude pourra également donner des éclaircissements sur la problématique de l’émission des nanoparticules lors de la combustion de polymères nanochargés.