Brevet FR2134518A1 — publié le 19721208

La présente invention concerne la fabrication des agglomérés de combustible nucléaire, formés de sphéroïdes de combustible nucléaire portant des revêtement retenant les produits de fission. Un procédé courant pour former de tels agglomérés consiste à fixer 5 les sphéroïdes dans une matrice, par exemple en graphite, qui se comporte en matière de structure convenable, et a d'autres propriétés désirables. Bien qu'une étape de départ possible pour former ces agglomérés puisse consister à mélanger ensemble les sphéroïdes, la matière pour la matrice et un liant, il a été constaté qu'une distribution plus convenable des sphéroïdes dans la 10 matrice peut être obtenue si chaque sphéroïde reçoit sa part de matière de matrice en formant un revêtement extérieur appelé "surrevêtement sur chaque sphéroïde à l'état cru avec la matière pour matrice. Après l'agglomération et la mise à l'état compact d'une charge de sphéroïdes portant le surrevêtement, l'aggloméré est chauffé pour cuire la matière de la matrice, afin qu'elle 15 tienne les sphéroïdes sous la forme d'une structure cohérente. Le procédé préféré, actuellement utilisé pour appliquer le surrevêtement, consiste à rouler une charge de sphéroïdes dans un tambour rotatif, tout en introduisant simultanément les constituants devant former le surrevêtement. Ces constituants sont des grains de poudre d'une matière de 20 charge, telle que du graphite, une résine polymérisable et un liant. Pour assurer que ce constituant adhère aux sphéroïdes roulés, un solvant liquide pour le liant est pulvérisé de temps à autre sur ces constituants. L'expérience actuelle dans l'utilisation de ce procédé a montré que des difficultés apparaissent en utilisant une poudre pour surrevêtement 25 en grains d'une dimension supérieure à une certaine dimension moyenne (environ 70 microns), et il peut exister une limite à la dimension des grains permettant l'utilisation, ai moins de la poudre de graphite. L'invention a pour objet un procédé permettant d'étendre la plage des dimensions des grains de la poudre pour matrice pouvant être utilisée pour 30 former un surrevêtement sur des sphéroïdes de combustible nucléaire ayant déjà reçu un revêtement formant une couche retenant les produits de fission. Conformément à l'invention, le procédé pour former un surrevêtement sur des sphéroïdes de combustible nucléaire, portant déjà un revêtement retenant les produits de fission, consiste à rouler une charge de sphéroïdes sur une 35 surface mobile pendant l'introduction sur les sphéroïdes d'une poudre sèche de matière pour surrevêtement contenant un liant, et l'application simultanée d'un film d'un solvant liquide pour le liant sur cette surface. 72 14722 2134518 De préférence, la surface est celle d'un tambour, comme dans le procédé connu, ce tambour tournant autour de son axe, et cet axe étant incliné par rapport à l'horizontale. Le tambour comporte de préférence un côté ouvert, à travers lequel les sphéroïdes et ensuite les produits de revêtement, 5 formés de grains de poudre, sont introduits dans le tambour. Un mode préféré pour l'application d'un film de solvant sur la surface sur laquelle les sphéroïdes sont roulées, consiste à utiliser un tampon imprégné portant sur la surface du tambour dans une position distante des sphéroïdes roulant dans le tambour. 10 Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulière ment de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé, sur lequel la figure unique représente schématiquement en perspective un appareil à tambour tournant pour la misa en oeuvre du procédé selon l'invention. 15 La figure unique représente un tambour 1 pour former le surrevêtement, ce tambour étant monté pour tourner sur un arbre 2, incliné par rapport à l'horizontale.. L'extrémité supérieure du tambour incliné est ouverte pour recevoir les sphéroïdes et la matière devant former le surrevêtement. La surface intérieure du tambour est chemisée d'une feuille en caoutchouc 3 pour 20 augmenter le frottement entre les sphéroïdes devant recevoir le surrevêtement et la surface du tambour. A l'intérieur du tambour et près de la partie supérieure du tambour est monté un tampon en feutre 4 qui est appliqué légèrement élastiquement contre le tambour par des ressorts 5. Un réservoir 6 contenant un solvant liquide, tel que de l'alcool à brûler industriel 25 maintient le tampon suffisamment humide pour que, pendant la rotation du tambour, un film d'alcool soit déposé sur la surface de la chemise du tambour. Une brosse en fils métalliques 7 est montée devant le tampon en feutre, afin qu'au passage de la surface du tambour devant la brosse,la poudre pouvant adhérer à la surface soit enlevée, le film de ce solvant étant difficilement 30 perturbé. En utilisant le procédé, une charge de sphéroïdes de combustible nucléaire ayant déjà été revêtue de substances destinées à retenir les produits de fission ou à retarder leur échappement, est placée dans le tambour et est ensuite entraînée en rotation à environ 60 tours par minute. Une préparation 35 en poudre pour matrice est formée avec de la poudre de graphite en grains, ayant été préalablement revêtus d'un mélange de résine phéno1-formaldéhyde, d'hexamine et d'acide stéarique. Cette préparation comporte le mélange des trois ingrédients, en utilisant de l'alcool à brûler comme solvant pour 72 14722 3 2134518 disperser l'hexamine et l'acide stéarique autour des grains Au cours d'essais, une poudre de graphite ayant des grains d'une dimension moyenne de 60 microns a été utilisée avec succès pour former, par ce procédé, un surrevêtement sur des sphéroïdes. Les agglomérés, formés à 15 partir des sphéroïdes portant le surrevêtement, contenaient en volume 35 % de sphéroïdes (constitués par des noyaux de combustible d'un diamètre de 800 microns, plus une couche retenant les produits de fission d'une épaisseur de 155 microns) et 65 °L de matière de matrice (constituée par le surrevêtement). Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, 20 et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. 72 14722 4 2134518 REVENDICATION Procédé pour appliquer un surrevêtement déformable sur des sphéroïdes de combustible nucléaire ayant déjà reçu des revêtements retenant 5 les produits de fission, caractérisé par l'introduction d'une charge de sphéroïdes pour les faire rouler sur la surface intérieure d'un tambour rotatif pendant l'introduction dans le tambour et sur les sphéroïdes roulés de grains d'une matière en poudre sèche, devant former le surrevêtement, cette matière comportant un liant, et simultanément l'application d'un film 10 d'un solvant liquide pour le liant sur la surface du tambour.