Résumé
Lors d’un accident nucléaire grave impliquant une perte de refroidissement, l’élévation de la température entraîne la fusion des assemblages de combustible et des interactions successives avec différents matériaux du réacteur selon la progression de l’accident (gaine, éléments de structure internes et de la cuve et béton). Afin d’abaisser suffisamment la température pour stabiliser le cœur du réacteur, des systèmes de refroidissement d’urgence sont mis en place conduisant à la formation d’un matériau solidifié hautement hétérogène et multiphasique : le corium. Lors de l’interaction entre l’eau et le corium, des quantités de radionucléides peuvent être relâchées en solution et leur évaluation constitue un sujet d’importance majeure pour la sûreté et la gestion du site de l’accident.En 2023, un corium prototypique représentatif d’un scénario d’accident français a été élaboré au CEA-IRESNE de Cadarache. Ce corium de type « hors cuve » est constitué principalement d’une phase vitreuse silicatée intégrant des cristallisations de chromites (FeCr2O4) et de deux solutions solides de type (U1-xZrx)O2 (avec x=0,3 et 0,7). Des produits de fission, introduits lors de la synthèse sous forme d’isotopes stables, ont également été identifiés dans l’ensemble de ces phases.Pour caractériser les phénomènes de relâchement des RN en solution, une approche multiparamétrique (pH, T°, espèces radiolytiques oxydantes : H2O2) est mise en œuvre sur le corium prototypique polyphasé mais également sur des matériaux modèles (phases (U1-xZrx)O2 et phase vitreuse) afin d’identifier l’influence des différentes phases sur l’altération du matériau complexe.Pour cela, des solutions solides (U1-xZrx)O2, incorporant ou non des produits de fission sous forme d’isotopes stables, ont été synthétisées puis caractérisées par différentes méthodes (ICP-OES après dissolution totale du matériau, MEB-EDS, DRX). Cette connaissance précise des échantillons mis en jeu lors des expériences d’altération permettra d’interpréter au mieux les résultats obtenus dans différentes conditions.