Dans le cadre du développement des réacteurs à fission nucléaire de 4ème génération, des études sont menées au CEA afin de démontrer la maturité de la filière des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium. Ces réacteurs nucléaires ont pour particularité d’utiliser du sodium liquide comme fluide caloporteur afin de transférer l’énergie de fission au système de conversion d’énergie. Ce sodium circulant dans les circuits du réacteur est purifié en ligne des impuretés qu’il contient (hydrogène et oxygène) dans des systèmes permettant leur cristallisation et leur piégeage. Du tritium (3H), isotope radioactif de l’hydrogène présent sous forme de traces dans le sodium, est aussi retenu dans ces systèmes de purification par co-piégeage avec le protium (1H) permettant ainsi sa capture et limitant son rejet hors des circuits du réacteur. Lorsque la concentration en hydrogène (protium) est insuffisante pour permettre un co-piégeage du tritium efficace, un apport volontaire de celui-ci est nécessaire. L’un des procédés envisagé pour cette opération consiste à transférer de l’hydrogène d’un milieu gazeux (sous forme de dihydrogène H2) au sodium liquide du circuit secondaire par perméation à travers une membrane de Nickel.

Un prototype de perméateur tubulaire a été développé au Laboratoire de Maitrise de la contamination et de la chimie des Caloporteurs et du Tritium (LMCT) à Cadarache et est actuellement testé sur un circuit de sodium liquide. Cette étude expérimentale servira à valider une modélisation globale du système.

Afin de développer le modèle, qui est souhaité le plus représentatif possible du comportement du perméateur, la connaissance précise du coefficient de perméabilité du Nickel 201 à l’hydrogène est nécessaire.

Une campagne expérimentale permettant l’estimation de ce coefficient doit avoir lieu sur un banc d’essais dédié à l’étude des systèmes de perméation gazeuse. Un mélange gazeux contenant 3% d’hydrogène sera envoyé dans l’un des deux compartiments d’une cellule de perméation (les deux compartiments étant séparés par une membrane de Nickel), l’hydrogène traversant la membrane sous l’influence d’une différence de pressions partielles sera analysé dans le compartiment aval à l’aide d’un spectromètre de masse ou d’un µGC.

TUTEUR

Aurélien Chassery

Tél. : 04.42.25.24.81

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