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Sûreté des installations

Prévenir les risques de criticité

Pour vous permettre de garantir la sécurité des personnes et des biens au regard des risques de criticité liés aux matières nucléaires fissiles dans l’industrie du cycle du combustible nucléaire et les transports, l’IRSN, spécialiste de la sûreté des installations nucléaires, vous propose des prestations étendues d’études de criticité.

Photo IRSN


Nos moyens

L’IRSN dispose de logiciels de calcul de criticité tels que SCALE, KENO, MCNP…
L’Institut a par ailleurs développé, en collaboration avec le CEA et COGEMA, un ensemble intégré de logiciels de calcul de sûreté-criticité de nouvelle génération (formulaire CRISTAL) afin de pouvoir étudier sans incertitudes excessives des situations mettant en oeuvre des milieux fissiles complexes.


Nos références

Plus de 45 années d’expérience dans la réalisation d’études de criticité pour les grands noms de l’industrie nucléaire : CEA, AREVA, EDF.

Participation aux actions relevant du risque de criticité dans le cadre de programmes internationaux et d’accords spécifiques de collaboration avec des pays étrangers.


Les prestations proposées par l'IRSN

L’Institut réalise des études de criticité couvrant l’ensemble du cycle du combustible nucléaire et les transports de matières fissiles.

Nous nous chargeons, sur la base des spécifications que vous définissez :

■ de la détermination de valeurs standard de référence à prendre en compte pour justifier de la sous-criticité dans le cadre d’une analyse de sûreté ;

■ de calculs spécifiques de tout ou partie d’installations nucléaires ;

■ de calculs spécifiques de colis de transport de matière fissile selon les recommandations réglementaires nationales et internationales ;

■ de calculs nécessaires pour la qualification d’outils de simulation sur la base de résultats de programmes expérimentaux.


Les études de criticité à l'IRSN

Les études réalisées à l’IRSN dans le domaine de la criticité portent sur :

- le développement et la qualification d’outils de calculs ;
- l’expertise en appui technique des unités de l’Institut chargées de mener les évaluations de sûretés des usines et des transports de matières fissiles ;
- les études de criticité appliquées “générales” et “particulières” à la demande d’exploitants et de concepteurs d’installations ;
- les recherches théoriques et expérimentales visant à étendre les connaissances actuelles en matière de criticité.

L’IRSN maîtrise l’ensemble des processus de calcul et des outils mis en oeuvre dans le formulaire CRISTAL. Il participe en outre à de nombreux groupes de travail nationaux et internationaux, ce qui lui assure une vision étendue de la criticité dans l’industrie nucléaire.


 QU’EST-CE QUE LE RISQUE DE CRITICITÉ ?

Les matières nucléaires fissiles (principalement 235U et 239Pu) présentent la propriété de pouvoir, dans certaines conditions, entretenir des réactions de fission en chaîne. C’est cette propriété qui est utilisée pour la production d’énergie dans les réacteurs nucléaires. Les réactions de fission s’accompagnent d’une intense production de rayonnements gamma et de neutrons. Manipulées en dehors des réacteurs nucléaires, dans les laboratoires, les usines et les transports, les matières fissiles présentent donc un risque particulier : le risque de criticité. C'est le risque de réunir les conditions d'amorçage et d'entretien des réactions en chaîne. Par exemple, ce risque apparaît dès que l'on manipule plus de 60 kg d'uranium enrichi à 3,5% en 235U. La prévention des risques de criticité impose de prendre des dispositions particulières qui font l'objet d'analyses et d'études à tous les stades des opérations. Ces dispositions concernent toutes les opérations sur les matières mises en oeuvre dans le cycle du combustible, depuis l'uranium dès lors que son enrichissement en uranium 235 dépasse 1 %, jusqu'aux combustibles irradiés et aux matières et déchets issus de leur retraitement.


Le formulaire �CRISTAL�

Architecture g�n�rale du formulaire CRISTAL

Architecture génèrale du formulaire CRISTAL

Les principaux objectifs

Cet outil a été élaboré pour répondre aux besoins des industriels et des autorités de sûreté dans les domaines des installations du cycle du combustible nucléaire et du transport des matières fissiles. Son domaine d’application étendu permet de traiter les besoins nouveaux liés aux combustibles mixtes à base d’oxyde d’uranium et de plutonium (MOX), aux combustibles à haut taux de combustion ainsi que ceux générés par les recherches sur l’aval du cycle.


L’architecture générale

Le formulaire CRISTAL est organisé en deux voies de calcul qui exploitent les données nucléaires de base (JEF-2.2) mises à disposition dans le cadre de l’Agence pour l’énergie nucléaire de l’OCDE. La première voie, dite « standard », met en oeuvre une formulation à plusieurs groupes d’énergie des sections efficaces et permet des calculs probabilistes (enchaînement Apollo2-Moret4) ou déterministes (Apollo2-module Sn).
La seconde voie, dite de “référence”, s’appuie sur un logiciel probabiliste (Tripoli-4) et une formulation des sections efficaces à énergie continue.


L’interface homme-machine

L’interface homme-machine (IHM) du formulaire CRISTAL permet de guider l’utilisateur dans le choix des différentes options de la voie “standard” par l’emploi de schémas de calculs préalablement validés et de procédures préalablement optimisées (procédure aproc).
L’IHM comprend deux outils principaux : le logiciel de calcul CIGALES et le logiciel graphique EGM.


 

Adresse postale :
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire
DSU/SEC
Véronique Rouyer

Saclay
Boîte postale 17
91262 Fontenay-aux-Roses Cedex