Incidence des phénomènes spécifiquement nucléaires sur le choix des matériaux métalliques

C.E.N. - Saclay - Division de Métallurgie et d'Etude des Combustibles Nucléaires; Département de Technologie - Service de Recherches Métallurgiques Appliquées - C.E.A.

Résumé

L'irradiation par les neutrons de haute énergie est à l'origine des effets importants dont il convient de tenir compte dans les propriétés d'usage des métaux et alliages entrant dans les structures de cœur des réacteurs nucléaires.

Après avoir décrit brièvement les phénomènes élémentaires, l'auteur développe quelques exemples.

A basse température, ce sont surtout les effets d'irradiation sur les propriétés mécaniques et la ténacité des aciers ferritiques utilisés pour les enceintes de pression qui ont retenu l'attention. Les principaux facteurs, dose de neutrons, température d'irradiation, en sont maintenant bien connus. On commence également à bien cerner le rôle de certaines impuretés de l'acier.

A température moyenne, vis-à-vis de la température absolue de fusion ou de première modification allotropique, ce sont surtout les phénomènes de croissance des métaux anisotropes (zircaloy 4), de fluage d'irradiation, de gonflement et de modifications structurales induites par l'irradiation qui ont les conséquences technologiques les plus importantes.

A température élevée, enfin, d'autres phénomènes associés à la production de gaz rares par réaction nucléaire ont tendance à diminuer fortement la ductilité des aciers austénitiques et des alliages de nickel.

Au travers de ces quelques exemples, l'auteur s'attache à montrer les progrès accomplis et à délimiter les domaines où les recherches sont encore nécessaires.