Cours d'énergie nucléaire

Leçon 1 • Fondamentaux de la fusion

Examine les réactions de fusion deutérium-tritium et autres, le critère de Lawson et les concepts de confinement du plasma. Positionne la fusion comme une filière énergétique complémentaire à long terme.

Leçon 2 • Réactions nucléaires et sections efficaces

Introduit la notation des réactions, les valeurs Q et les sections efficaces neutroniques. Ces concepts sous-tendent l'analyse du comportement des neutrons dans les cœurs de réacteurs.

Leçon 3 • Physique de la fission

Détaille le processus de fission, les matériaux fissiles et fertiles, et les neutrons prompts et différés. Établit le cadre de multiplication des neutrons essentiel à la conception des réacteurs.

Leçon 4 • Modes de désintégration radioactive

Examine les mécanismes de désintégration alpha, bêta et gamma et leurs caractéristiques d'émission. Relie les modes de désintégration à la radioprotection et à la sélection des isotopes dans les réacteurs.

Leçon 1 • Interactions des photons avec la matière

Couvre l'effet photoélectrique, la diffusion Compton et la production de paires comme mécanismes d'atténuation gamma. Relie les coefficients d'atténuation aux calculs d'épaisseur de blindage gamma.

Leçon 2 • Instruments de détection des rayonnements

Examine les compteurs Geiger-Müller, les détecteurs à scintillation et à semi-conducteurs ainsi que leurs principes de fonctionnement. Prépare les étudiants à sélectionner et à calibrer les instruments pour une utilisation sur le terrain et en laboratoire.

Leçon 3 • Interactions des particules chargées

Analyse les mécanismes de perte d'énergie des particules alpha et bêta par ionisation et Bremsstrahlung. Établit les concepts de parcours et de pouvoir d'arrêt utilisés dans la conception des blindages.

Leçon 4 • Interactions et modération des neutrons

Examine la diffusion élastique, la diffusion inélastique et la capture neutronique comme voies de perte d'énergie. Relie la sélection des matériaux modérateurs à l'efficacité de thermalisation des neutrons.

Leçon 1 • Théorie de la diffusion des neutrons

Dérive l'équation de diffusion à un groupe et l'applique à des géométries simples de réacteurs. Fournit le cadre mathématique pour l'estimation de la distribution du flux et des fuites.

Leçon 2 • Systèmes de contrôle des réacteurs

Décrit les matériaux des barres de contrôle, le poison chimique et les poisons consommables comme outils de gestion de la réactivité. Relie la conception du système de contrôle à la flexibilité opérationnelle et aux marges de sûreté.

Leçon 3 • Cinétique des réacteurs et neutrons différés

Modélise les contributions des neutrons prompts et différés aux transitoires de puissance à l'aide des équations de la cinétique ponctuelle. Explique pourquoi les neutrons différés rendent le contrôle des réacteurs physiquement réalisable.

Leçon 4 • Mécanismes de rétroaction de la réactivité

Analyse l'élargissement Doppler, le coefficient de température du modérateur et les coefficients de vide comme rétroactions de sûreté inhérentes. Relie les coefficients de rétroaction négatifs au comportement de sûreté passive.

Leçon 1 • Systèmes de réacteurs à eau sous pression

Détaille la configuration des boucles primaire et secondaire du PWR, les générateurs de vapeur et la fonction du pressuriseur. Établit la conception dominante des réacteurs commerciaux comme référence pour la comparaison.

Leçon 2 • Matériaux des réacteurs et fabrication du combustible

Examine le gainage en alliage de zirconium, la fabrication des pastilles de dioxyde d'uranium et les critères de sélection de l'acier de structure. Relie les propriétés des matériaux aux performances du combustible et à sa longévité en cœur.

Leçon 3 • Systèmes de réacteurs à eau bouillante

Examine la production de vapeur à cycle direct du REB, la recirculation par pompe à jet et la conception de la cuve sous pression du réacteur. Met en évidence les différences avec le REP en termes de comportement du caloporteur et de stratégie de confinement.

Leçon 4 • Concepts de réacteurs rapides et surgénérateurs

Analyse les réacteurs rapides refroidis au sodium et leur taux de régénération pour la production de plutonium. Relie le fonctionnement en spectre rapide à la fermeture du cycle du combustible et aux objectifs de réduction des déchets.

Leçon 1 • Transfert de chaleur par ébullition et flux thermique critique

Distingue les régimes d'ébullition nucléée, de départ de l'ébullition nucléée et d'ébullition en film. Définit la limite de flux thermique critique comme le principal critère de sûreté thermique.

Leçon 2 • Conduction dans le combustible et le gainage

Résout la conduction thermique en régime permanent à travers les pastilles de combustible cylindriques et les couches de gainage. Identifie les limites de température qui définissent les marges d'intégrité de la ligne centrale du combustible et du gainage.

Leçon 3 • Analyse de l'écoulement caloporteur monophasique

Applique les corrélations de convection forcée à l'écoulement de caloporteur sous-refroidi dans les canaux du réacteur. Relie le débit, la perte de charge et le coefficient de transfert de chaleur à l'adéquation du refroidissement du cœur.

Leçon 4 • Systèmes de refroidissement d'urgence du cœur

Décrit les conceptions passives et actives des ECCS qui rétablissent le refroidissement du cœur après un accident de perte de caloporteur. Relie les performances des ECCS aux critères d'acceptation de la température maximale du gainage.

Leçon 1 • Gestion des accidents graves

Analyse la progression de la fusion du cœur, la génération d'hydrogène et les modes de défaillance du confinement au-delà du dimensionnement. Relie les lignes directrices pour la gestion des accidents graves aux stratégies de réponse des opérateurs.

Leçon 2 • Évaluation probabiliste des risques

Introduit l'analyse par arbres de défaillance, arbres d'événements et défaillance de cause commune pour quantifier la fréquence de fusion du cœur. Relie les résultats des PRA à la prise de décision fondée sur les risques dans l'exploitation des centrales.

Leçon 3 • Analyse des accidents de dimensionnement

Couvre la classification déterministe des événements, la sélection des événements initiateurs et la vérification des critères d'acceptation. Fournit la méthodologie structurée pour la démonstration de sûreté dans le cadre de l'autorisation.

Leçon 4 • Surveillance réglementaire et autorisation

Examine le processus d'examen réglementaire, la structure du rapport d'analyse de sûreté et les éléments du programme d'inspection. Prépare les étudiants à naviguer dans les interactions réglementaires tout au long du cycle de vie d'une centrale.

Leçon 1 • Technologies d'enrichissement de l'uranium

Compare les procédés de diffusion gazeuse et de centrifugation gazeuse par l'économie de l'unité de travail de séparation. Relie le niveau d'enrichissement au type de combustible du réacteur et aux contraintes de non-prolifération.

Leçon 2 • Classification et élimination des déchets radioactifs

Classe les flux de déchets de faible, moyenne et haute activité et associe chacun à des filières d'élimination appropriées. Introduit les concepts de stockage géologique profond pour l'isolement des déchets de haute activité.

Leçon 3 • Comportement du combustible en réacteur

Examine l'accumulation de produits de fission en fonction du taux de combustion, le gonflement du combustible et le fluage du gainage pendant l'irradiation. Relie les performances en réacteur aux limites de taux de combustion de déchargement et à la fiabilité du combustible.

Leçon 4 • Extraction et conversion de l'uranium

Couvre les méthodes d'extraction à ciel ouvert, souterraine et par lixiviation in situ, ainsi que la conversion du yellowcake en UF6. Établit la chaîne d'approvisionnement en amont alimentant les installations d'enrichissement.

Leçon 1 • Démarrage de la centrale et montée en puissance

Séquences les vérifications pré-criticité, l'approche de la criticité initiale et les essais de montée en puissance par paliers. Relie les essais physiques de démarrage à la vérification des prévisions de conception du cœur.

Leçon 2 • Arrêt programmé et arrêt pour rechargement

Détaille la séquence d'arrêt contrôlé, l'évacuation de la chaleur résiduelle et les procédures de remplissage de la piscine de rechargement. Relie la planification de l'arrêt à la stratégie de gestion du combustible et à la planification de la maintenance.

Leçon 3 • Procédures de réponse aux événements anormaux

Applique les procédures d'exploitation d'urgence basées sur les symptômes aux scénarios de déclenchement du réacteur, de perte d'alimentation en eau et d'APC. Entraîne la prise de décision systématique des opérateurs dans des conditions de temps critique.

Leçon 4 • Performance de la centrale et facteur de charge

Analyse les facteurs déterminants du facteur de charge, la réduction du taux de déclenchements forcés et les stratégies de maintenance centrée sur la fiabilité. Relie les indicateurs d'excellence opérationnelle à la compétitivité économique de la production nucléaire.