Étude de la rétention de produits de fission iodés par barbotage : hydrodynamique des bulles et impact d’un milieu salin

Lors d’un hypothétique accident nucléaire grave, les potentiels rejets de produits de fission (PF) depuis une installation nucléaire vers l’atmosphère représentent un problème majeur en matière de sûreté nucléaire. L’estimation de ces rejets avec précision est très importante, afin de procéder à une évaluation appropriée des risques et de mettre en oeuvre les mesures nécessaires. À cette fin, l’ASNR (Autorité de Sûreté Nucléaire et Radioprotection) mène des recherches sur la mitigation des PF transportés dans un gaz vecteur injecté à travers un bain liquide. Ce processus, appelé « barbotage » ou « pool scrubbing », peut se produire dans plusieurs scénarios d’accident dans les réacteurs à eau légère (REP, REB), notamment dans les systèmes de filtrations passifs (FCVS) ou en cas de rupture des tubes du générateur de vapeur (RTGV), ainsi que dans les accidents impliquant des sous-marins à propulsion nucléaire (immergés dans l’eau de mer) ou dans certains modèles de nouveaux petits réacteurs modulaires (SMR) utilisant une cuve immergée dans une piscine d’eau.

Dans ce contexte, des expériences ont été menées pour caractériser l’hydrodynamique des bulles et le piégeage des composés iodés (mesures du facteur de décontamination) dans des installations dédiées, utilisant de l’eau déminéralisée ou une solution saline pour différents débits d’injection de gaz vecteur, dans des conditions ambiantes. Des résultats préalablement obtenus sur l’hydrodynamique de la zone d’injection et sur la rétention des aérosols de CsI et de l’I2 volatil, dans de l’eau déminéralisée ou alcaline ont servi de base pour lancer la présente étude, celle-ci étant davantage focalisée sur l’impact physicochimique d’une solution saline sur ces phénomènes. Plusieurs séries d’essais de rétention de contaminants iodés ont ainsi été effectuées sur l’installation TYFON.

De plus, des recherches plus approfondies ont été menées sur la dynamique des panaches de bulles, basées sur une approche théorique du phénomène (identification des paramètres-clé en entrée et sortie), ainsi que des expérimentations complémentaires dans l’eau déminéralisée et l’eau salée. Ces dernières ont été menées sur le dispositif BULLET, pour caractériser l’influence de plusieurs paramètres (diamètres d’injecteurs, débits, concentrations en sel) sur le volume des bulles, les distributions de vitesses et les taux de vide à différentes altitudes, de l’injection à la surface libre.

Tout cela contribuera à terme à l’amélioration du développement de GASPOOL, le nouveau module de pool scrubbing d’ASTEC (Accident Source Term Evaluation Code), code intégral développé par l’ASNR pour modéliser les accidents nucléaires graves.