Post-test calculations of CIP0-1 and CIP0-2 using the SCANAIR code

JC. GARCIA (CIEMAT) – E. FEDERICI – V. GEORGENTHUM – J. DESQUINES, 6th CABRI SEMINAR, APRIL 2nd 2003, AIX-EN-PROVENCE

Les simulations visant à fournir une première analyse des essais CABRI CIP0-1 et CIP0-2, et tenter d’expliquer l’évènement tardif observé lors de l’essai CIP0-1, sont présentées.
Les calculs ont été réalisés avec le code SCANAIR (version 4) en considérant une conductance du jeu pastille-gaine infinie lorsque le jeu est fermé, et égale à la conductance de la lame de gaz lorsque le jeu est ouvert.
Pour CIP0-1, le fait de prendre en compte cette hypothèse et de considérer une desquamation de la couche de zircone externe permet de prédire correctement l’évolution de la température du sodium. L’enthalpie maximale est estimée à 90 cal/g (93,4 sans desquamation) dont environ 80 cal/g lors de la phase d’injection rapide. La déformation diamétrale résiduelle de la gaine est estimée entre 0,25% (avec desquamation) et 0,5% (sans desquamation).
A TOP+1,26 s, le chargement thermique et mécanique de la gaine commence à rentrer dans une phase décroissante. La baisse de la température aurait pu induire une baisse de la ténacité du matériau, de telle sorte qu’une fissure initiée pendant le pulse aurait pu devenir instable et se propager. Cette hypothèse est d’autant plus vraisemblable dans le cas desquamé où la température de la gaine descend en dessous de 350 °C en fin de pulse. De plus, à cet instant, le profil radial de température s’est inversé (valeurs de températures plus élevées au centre de la pastille), d’où une déformation des pastilles en « diabolo » et un chargement accru de la gaine au droit des interpastilles, fortement fragilisées par des concentrations locales en hydrures élevées.
Concernant CIP0-2, l’enthalpie maximale a été estimée à 80,3 cal/g avec desquamation de la zircone (81,3 dans desquamation), dont 75 au cours de la phase d’injection rapide. La déformation résiduelle de la gaine est estimée à environ 0,3%.