Conception et tests d'un capteur ultrasonore dédié à la mesure de la pression et de la composition des gaz de fission dans les crayons combustibles - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Design and test of an ultrasonic sensor for pressure and composition of released fission gas measurements in PWR nuclear fuel rods

Conception et tests d'un capteur ultrasonore dédié à la mesure de la pression et de la composition des gaz de fission dans les crayons combustibles

Résumé

The goal of this study is to realize an ultrasonic sensor for pressure and composition of released fission gases in PWR reactor fuel rods. This work was supported by EDF which wants to increase the time of use of fuels rods and thus the burn up. A physical modeling of the sensor allowed establishing the size of the piezoelectric transducer and optimal characteristics of coupling layers to inject a maximum of acoustic power in the gas. Furthermore, a specific signal processing was designed and made it possible to perform measurement with the pellets hold-down spring. This spring disturbs highly the establishment of the stationary wave in the cavity. We studied the diffraction phenomena by a spring, by using the equivalent source method, and we carried out the possibility to perform the measurement with the spring that seemed impossible to achieve. This study allowed achieving, with the sensor at the same place, the measure of the pressure with ±1.8 bars of accuracy and with ±1% on the concentration of xenon.
L’objectif de cette thèse est de réaliser un capteur ultrasonore dédié à la mesure de la composition et de la pression des gaz de relâchement au sein des crayons à combustible des centrales nucléaires (REP). Ce travail est financé par EDF qui souhaite accroître le temps d’utilisation des crayons et ainsi augmenter le taux de combustion. Une modélisation du capteur a permis de fixer les dimensions du transducteur piézoélectrique et les caractéristiques optimales des couches de couplages acoustiques pour injecter un maximum de puissance acoustique dans le gaz. De plus un traitement de données spécifique a été développé. Celui-ci a permis d’effectuer les mesures en présence du ressort de maintien des pastilles, qui gênent l’établissement des ondes stationnaires dans la cavité. Nous avons modélisé, par la méthode des sources équivalentes, la diffraction des ondes acoustiques par un ressort et montré la faisabilité des mesures de pression qui paraissaient jusque là impossible. Les mesures de la dispersion des résultats en fonctions de paramètres tels que la position, la force d’appui, ou encore l’ovalisation du tube ou l’épaisseur d’oxyde ont été effectuées. Notre étude a permis, dans une application capteur fixe, de réaliser des mesures de pression à ±1,8 bars dans la gamme 0-200 bars, et ±1 % sur la concentration de xénon.
Fichier principal
Vignette du fichier
Thèse Eric Rosenkrantz.pdf (5.54 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-01248736 , version 1 (30-12-2015)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01248736 , version 1

Citer

Eric Rosenkrantz. Conception et tests d'un capteur ultrasonore dédié à la mesure de la pression et de la composition des gaz de fission dans les crayons combustibles. Acoustique [physics.class-ph]. Univ. Montpellier 2, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01248736⟩
266 Consultations
4022 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More