Brevet FR2086239A1 — publié le 19711231

Les combustibles nucléaires pour réacteurs à haute température sont généralement préparés par enrobage de particules de combustible dans une matrice en graphite. Les particules de combustible (noyaux de UOg, ÏÏC2-(Th,U)02 ou (Th,ïï)C2 de 150-800 5 microns de diamètre, enrobées de carbone pyrolytique et de SiC, sont incorporées dans les matrices par différentes méthodes. a) Les particules de combustible sont mélangées avec une poudre de graphite appropriée qui contient un liant et le mélange est pressé sous forme de cylindres ou de barres. 10 b) Les particules de combustible sont d'abord enrobées avec le graphite pulvérisé et les granulés ainsi formés sont ensuite passés à la presse. c) Les particules de combustible sont d'abord enrobées dans le graphite pulvérisé contenant une forte dose de 15 liant puis sont soumises à vibration dans une fente généralement circulaire d'un corps en graphite et fixées dans cette fente par chauffage. d) Les particules de combustible sont soumises à vibration dans un moule en acier, recouvertes d'une boue composée 20 de graphite pulvérisé et de liant, éventuellement à haute température, et sont enrobées de cette manière dans une matrice. Le graphite pulvérisé utilisé pour cette préparation en matrice a généralement une granulation maximale de 60-100 microns et est fortement orienté non seulement en ce qui concerne la forme de ses grains mais également en ce qui concerne 25 la disposition des plans réticulaires de graphite dans le grain même. Lors de la fabrication du corps de forme par pressage, il se produit une orientation plus ou moins marquée du graphite dans la matrice. Les combustibles préparés avec ces poudres de 30 graphite prépsentent me résistances aux radiations insuffisante et des différences de dimensions dépendant de l'orientation des grains. Ces inconvénients dans le comportement vis-à-vis des radiations, qui sont seulement en partie imputables au mode 35 de préparation, peuvent être éliminés selon le procédé de l'invention, caractérisé en ce que, à la place de graphite pulvérisé utilisé jusqu'à présent et qui présente une orientation déterminée non seulement en ce qui concerne la forme des grains mais également en ce qui concerne la disposition des plans 71 10008 2 2086239 réticulaires de graphite dans le grain même, on utilise du graphite pulvérisé ou de la poudre de carbone amorphes. Dans le cas du graphite, il est indispensable d'utiliser du graphite pulvérisé ultra-fin avec une granulation inférieure 5 à 20 microns, qui est pour ainsi dire amorphe, c'est-à-dire, sans une texture déterminée. Ce graphite amorphe peut être remplacé dans une grande mesure, de préférence jusqu'à 50 par du carbone pulvérisé, par exemple par de la suie, de préférence par de la suie Thermax. La suie a comme on sait une grosseur des 10 grains de moins de 1. micron. Par l'emploi de ces poudres de graphite ou de carbone pratiquement amorphes, on peut préparer, selon les procédés a) - d) ci-dessus, des combustibles composés avec une matrice sans orientation déterminée des propriétés. 15 Avec cette matrice quasi amorphe, on peut non seulement empêcher les changements anisotropiques considérables des dimensions présentés par les graphites anisotropiques de se produire, mais également éviter les changements anisotropiques et les dégâts apparaissant dans les produits graphitiques dites 20 isotropiques mais qui au microscope sont encore anisotropiques, étant donné que le graphite et le carbone pulvérisés utilisés selon l'invention ne présentent pratiquement aucune orientation déterminée dans le grain même. L'invention s'étend également aux produits 25 conformes à ceux obtenus par le procédé ci-dessus. Bien entendu 1 ' invention, n'.est pas limitée à l'exemple de réalisation.ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 71 10008 3 2086239 REVENDICATIONS 1° - Procédé de préparation du corps composite de combustible nucléaire, résistant aux radiations, avec matrice en graphite ou carbone dans laquelle sont enrobées des particules 5 de combustibles et de matières régénératrices, procédé caractérisé en ce que l'on utilise comme constituants de carbone, du graphite et du cartone pulvérisés ultra-fins avec me granulation inférieure à 20 microns, jusqu'à inférieure à 1 Ja, avec me structure interne des grains quasi amorphe. 10 2° - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise indifféremment du graphite pulvérisé et du carbone pulvérisé ultra-fins, tel que de la suie jusqu'à 50 fs, 3° - Combustibles nucléaires conformes à ceux obtenus par le procédé suivant l'une des revendications 1 et 2.