Analyse expérimentale de l’influence de la géométrie de la surface d’un solide sur son ablation par un jet de liquide

Dans le contexte des réacteurs rapides refroidis au sodium (RNR-Na), la prévention des accidents nucléaires graves représente un enjeu majeur de sûreté. Lors d’un accident avec fusion du cœur, un mélange radioactif appelé corium, composé de combustible nucléaire fondu et de matériaux structurels, peut se former. Ce corium, transporté sous forme d’un jet extrêmement chaud (environ 3000 K), est dirigé vers un dispositif clé : le récupérateur de corium. Ce dernier, placé au fond de la cuve principale, est conçu pour limiter les risques de recriticité et assurer le refroidissement à long terme du corium. Cependant, l’impact du corium sur le récupérateur peut entraîner une ablation locale de sa surface, compromettant sa résistance et son intégrité structurelle. Ce phénomène d’ablation représente un défi dans la conception des nouveaux RNR-Na. Dans ce contexte, cette étude se focalise sur l’analyse des mécanismes d’ablation thermique et les effets des paramètres géométriques, notamment l’inclinaison et la rugosité des surfaces. Des expériences ont été réalisées avec des matériaux stimulants (bloc de glace transparent et un jet d’eau), en reproduisant des conditions proches de celles d’un réacteur nucléaire. Les résultats montrent que la rugosité et l’inclinaison influencent de manière significative les transferts thermiques, augmentant le taux d’ablation. Ces conclusions fournissent des données importantes pour améliorer la conception des récupérateurs, renforçant leur durabilité et leur efficacité face à des situations extrêmes.

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