Brevet FR2291578A1 — publié le 19760611

L'invention est relative à un procédé de fabrication d'éléments dE combustible, pour réacteurs nuclkaires, constitués de pastilles combustibles qui sont empilées avec des pastilles séparatrices à'l'intérieur d'une gaine rectiligne obturée par des bouchons'à ses deux extrémités, les pastilles séparatrices, la gaine et les bouchons étant faits d'alliages soudables par diffusion et les pastilles séparatrices étant soudées à la gaine de façon à limiter entre elles ou avec les bouchons; à l'intérieur de la'gaine, des compartiments pratiquement etanches. Les pastilles combustibles peuvent être fabriquées à partir d'oxydes ou de carbures d'une matière fissile telle que l'uranium et le plutonium ou d'un mélange de ces oxydes. Les pastilles séparatrices, la gaine et les bouchons peuvent être réalisés en tout alliage susceptible de se souder par diffusion et tel, par exemple, que les alliages de zirconium, les alliages d'aluminium, ou être constitués par des combinaisons d'éléments en acier inoxydable et en alliage de zirconium. Dans les procédés connus de ce genre, les pastilles séparatrices sont soudés à la gaine par une couche de brasure qui est fondue lors'd'une opération de chauffage effectuée sous vide ou dans une atmosphère inerte. La couche de brasure peut donc fondre à nouveau quand ltélément de combustible s'échauffe lorsqu'il est utilisé dans un réacteur nucléaire en sorte que l'intérieur de la gaine n'est plus divisé en compartiments étanches;; 'L'invention a donc pour but de réaliser un élément de combustible du type crayon, ctest-à-dire en forme de tige allongée, qui puisse être substitué aux crayons équipant actuellement les assemblages combustibles pour réacteurs à eau ordinaire, et ceci sans entraîner des modifications majeures dans les caractéristiques neutroniques, thermo-hydrauliques et mécaniques du coeur, des-assemblages et des structures du réacteur nucléaire. L'invention a pius particulièrement pour but de réaliser un élément de combustible qui soit divisé intér eurement en compartiments restant étanches aux tempe ratures de fonctionnement du réacteur ce qui limite les conséquences fâcheuses d'une fuite ou d'une rupture de gaina. Pour atteindre ces buts, le procédé conforme à l'invention est essentiellement caractérisé parole fait qu'on a recours à des-pastilles de combustibles qui ont au moins pour la plupart une forme annulaire et qui sont graphitées au moins sur leur surface extérieure ; qu'on intercale-, entre les pastilles de combustibles annulaires et les bouchons ou pastilles séparatrices, des pastilles pleines-de matériau non fluable aux températures et pressions de fabrication et d'utilisation, les diverses'pastilles ayant un diamètre au plus égal au diamètre intérieur de la gaine avant emplissage de celle-ci et ayant des faces dressée de façon qu'il ne subsiste aucun interstice périphérique entre elles ou avec les bouchons, qu'on empile sans jeu axial les- divers-es pastilles entra les bouchons ; et qu'on soumet l'ensemble à un traitement visant à souder les pastilles séparatrices à la gaine par diffusion solide et consistant essentiellement, avant obturation complète de la gaine par ses bouchons, à placer l'intérieur de-la gaine sous un vide poussé puis, après obturation complète de la gaine, à placer pendant quelques heures l'ensemble ainsi obtenu dans une enceinte sous une pression de fluide et à une tamperature suffisamment élevées pour que les pastilles séparatrices se soudent à la gaine par diffusion solide. A condition bien entendu que la couche de graphite recouvrant la surface extérieure des pastilles-de combustibles soit suffisamment résistante et adhérente, cette couche empêche toute réaction de ces pastilles avec la gaine qui pourrait porter préjudice au bon comportement db- crayon- combustible.Au contraire, la pression fluide uniforme à laquelle la gaine est soumise extérieurement et-qui l'applique notamment sur les pastilles séparatrices non recouvertes de graphite et la température à laquelle cette gaine est portée provoquent ensemble une soudure par diffusion de la gaine sur tout le pourtour des pastilles séparatrices, en s-orte. que l'intérieurde la gaine est divisé en compartiments étanches qui restent ensuite étanches aux températures de fonctionnement du réacteur. a plus, l'absence de jeu axial qui existe à l'intérieur de la gaina, tout au moins lors de son emplisbage, et le dressage des faces des diverses pastilles et des bouchons font que.l'alliage de la gaine ne peut fluer vers l'intérieur entre ces éléments ce qui affaiblirait la gaine et risquerait de-lui donner une forme extérieure incompatible avec les exigences de la pratique. Les métailurgistes peuvent déterminer sans nrande difficulté les valeurs respectives de la température, de la pression et de la durée de l'opération de soudure par diffusion sachant que, lorsque l'alliage sxdable est un alliage de zirconium l'alliage de zirconium généralement utilisé ("Zircaloy") présente aux environs de 9008-9500C un passage an phase p. Au-dessous de cette gamme de température, on peut partir du groupe de valeurs 825nC-1D00 bars-4heures et, éventuellement,diminuer la température en augmentant la pression et/ou la durée. C'est ainsi que le groupe de valeurs 7500C-1200 bars-8 heures peut convenir.Dans la susdite gamme de température ou au-dessus, on peut diminuer considérablement la pression et la durée et adopter par exemple le groupe de valeurs 10000C-100 bars-1/2 heure, des variations étant d'ailleurs possibles comme précédemment. Il est à noter que le combustible (bioxyde d'uranium) a un coefficient de dilatation très légèrement supérieur à celui de l'alliage de zirconium ou autre utilisé pour la gaine, les pastilles séparatrices et les bouchons. Si on empile les diveE spas- tilles entre les bouchons, sans jeu axial à la température ordinaire l'opération de soudure par diffusion entraine pour le garnissage de la gaine une dilatation thermique supérieure à celle que pourrait subir la gaina. Celle-ci est donc le siège d'un allongement permanent qui, lors du refroidissement subséquent, fait naître de légers jeux axiaux dans chaque compartiment étanche. Il est -acile-de vérifier si cet allongement n'a pas entraîné d'autres déformations de -la gaine qui pourraient être nuisibles.Les légers jeux axiaux ainsi obtenus, qu'il serait très difficile de réaliser par des procédés purement mécaniques, ont pour avantage que, lors .de l'chauffement du crayon en service à des températures inférieures à celles de la soudure par diffusion, ils ne s'annulent que partiellement en permettant à la gaine et à son garnissage de se dilater indépendamment l'un de l'autre. L'invention est relative, en outre, à un élément de combustible, pour réacteurs nucléaires, constitué de pastilles combustibles -qui sont empilées avec des pastilles séparatrices à l'intérieur d'une gaine rectiligne obturée par des bouchons à ses deux extrémités, les pastilles séparatrices, la gaine et les bouchons étant faits d-'alliages soudables par diffusion et les pastilles séparatrices étant soudées à la gaine de façon à limiter entre elles ou avec les bouchons, à l'intérieur de la gaine, des compartiments étanches. Selon l'invention, un tel élément de combustible est caractérisé par le fait que les pastilles combustibles ont au moins pour la plupart une forme annulaire et sont graphitées au moins sur leurs surfaces extérieures,qutentre les pastilles com bustiles annulaires et les bouchons ou pastilles séparatrices sont intercalées des pastilles pleines,.de matériau non fluable aux températures et pressions de fabrication t d'utilisation, les diverses pastilles ayant un même diamètre extérieur et ayant des faces dressées de façon qu'il ne subsiste pratiquement aucun interstice périphérique entre elles ou avec les bouchons, que les diverses pastilles sont empilées avec un jeux axial très faible à la température ordinaire, entre les pastillesséparatrices ou les bouchons, que l'espace intér'ieur de la gaine est pratiquement vide et que les pastilles séparatrices sont soudées à la surface intérieure de la gaine par diffusion solide. -Avec un tel élément de combustible, en cas de' rupture de la gaine, cette rupture ne devrait normalement affecter qu'un ou quelques compartiments du crayon, ce qui limite les quantité de produits de fission et de combustible susceptibles d'être libérées dans le circuit de refroidissement primaire du réacteur. La fuite (défaut d'étanchéité mineur) aura, si elle concerne un compartiment "froid" du crayon (compartiment pour lequel la puissance linéaire est faible, c'est-à-dire un compartiment proche d'une extrémité de l'empilage de crayons élémentaires), peu de risque de s'aggraver ou de créer, par effet secondaire une rupture importante.Si cette fuite intéresse un compartiment "chaud", elle pourra,certes,engendrer une rupture de la -gaine, mais on peut penser que cette rupture se limitera à ce compartiment. La division de la colonne active (em.pilage de crayons selon l'invention) en compartiments indépendants présente d'autres avantages tels que les suivants : - limitation de l'importance des jeux axiaux pouvant résulter de la densification du combustible (notamment bioxyde d'uranium fritté) au cours des premières heures de fonctionnement, seuls les jeux élémentaires apparus dans un compartiment pouvant se cumuler - limitation de la hauteur des jeux axiaux pouvant résulter d'un cheminement des pastilles à l'intérieur de la gaine, par effet de "rochet", entre gaine et combustible (en anglais, "thermal ratcheting"l. De plus, on sait que la quantité totale d'humidité ou de produits hydrogénés, contenue dans un crayon à gaine en alliage de zirconium ou analogue peut être, si elle est trop élevée, à l'origine de pertes d'étanchéité de la gaine ; celle-ci est alors attaquée, en service, très localement et de façon ponctuelle (certains supposent que les "points" attaqués préférentiellement correspondent à la présence fldtinclusions carbonées"). La séparation permanente en compartiments peut être bénéfique, vis-à-vis de ce phénomène, dans la mesure où elle entraîne une répartition, entre les différents compartiments, de la quantité totale des produits hydrogénés contenus dans le crayon. Il ne faut pas que la division de la colonne active en plusieurs compartiments ait pour conséquence la présence de zones de hauteur importante dépourvues de combustible. C'est une raison suffisante pour que les pastilles séparatrices en alliage de zirconium ou autre aient une épaisseur aussi faible que possible et pour que les compartiments soient pratiquement dépourvus, en direction'axiale, d'espaces libres destines à l'expansion des gaz de fission. C'est pour tenir compte de cette absence obligatoire de chambres d'expansion de dimensions notables en direction axiale que, selon l'invention, on fait usage de pastillas combustibles dont la forme est annulaire. Pour une puissance linéaire donnée, l'utilisation de pastilles annulaires permet de réduire la température maximale du combustible. Cette réduction limite le dégagement des gaz de fission, bien qu?à températures maximales égales, le dégagement de gaz de fission soit plus important pour une pastille combustible annulaire que pour une pastille pleine. De plus, le trou central constitue une chambre d'expansion, d'efficacité modérée parce que chaude, mais non négligeable. Il est recommandé de limiter la température maximale dans le combustible à une valeur de tordre de 14000C. Cette limitation doit permettre de viser des combustions massiques de l'ordre de 35 000MWj/tU, sans se heurter à une limite imposée par le dégagement des gaz de fission. Selon une solution avantageuse, on établit les pastilles intercalaires pleines en combustible, notamment en bioxyde d'uranium. Ceci contribue à diminuer davantage la hauteur de crayon dépourvu'e de combustible. L'invention pourra de toute façon être mieux comprise à l'aide du complément de description qui suit et du dessin ci-annexé qui sont relatifs à un mode de réalisation préféré de l'invention. La fig. 1 montre, parties en vue extérieure et parties en coupe axiale, un élément de combustible établi con'formément à l'invention. Les fig. 2,3 et 4 illustrant en coupe axiale à plus grande échelle, trois phases successives du procédé de fabrication de l'élément de combustible de la fig. 1. La fig. 5 montre,'à plus grande échelle encore, un détail de la fig. 1. Comme le montre la fig. 1, l'élément de combustible 1 conforme à l'invention est -constitué de pastilles 2 de bioxyde d'uranium fritté qui sont empilées avec des pastilles séparatrices 3 à l'intérieur-d'une gaine rectiligne 4 obturée par des bouchons 5 et 6 à ses deux extrémités', les pastilles séparatrices 3, la gaine 4 et.les bouchons 5,6 étant faits d'un même alliage de zirconium (Zircaloy) et les pastilles séparatrices 3 étant soudées à la gaine 4 de façon à limiter entre elles (dans la zone intermédiaire de l'élément 1) ou avec les bouchons (aux extrémités de l'élément 1), à l'intérieur de la gaine 4, des compartiments A,B...M,N pratiquement étanches. Selon l'invention, on a recours à des pastilles 2 de bioxyde d'uranium fritté qui ont, au moins pour la plupart une forme annulaire, ctest-à-dire qui sont traversées axialement par un trou 7, et qui sont revêtues d'une couche de graphite 8 sur leur surface extérieure (voir fig.. 5) On intercale entre les pastilles 2 de bioxyde -d'ura- nium annulaires et es bouchons 5,6 ou pastilles séparatrices 3, des pastilles pleines 9-de matériau non fluable aux températures et pressions de fabrication et d'utilisation, les diverses pastilles 2,3 et 9 ayant un diamètre au plus égal au diamètre intérieur de la gaine 4 avant emplissage de celle-ci et ayant des faces transversales (telles que.2 a pour les pastilles 2 et 9 a pour les pastilles 9) dressées de façon qu'il ne subsiste aucun interstice périphérique entre ces pastilles ou avec les bouchons 5, 6 On empile sans jeu axial les-diverses pastilles 2,3,9 entre les bouchons 5,6, le bouchon supérieur 5 conservant un passage de communication avec l'extérieur 10 (fig. 2) et on soumet l'ensemble à un traitement visant à souder es apostilles séparatrices 3 à la gaine 4 par diffusion solide et consistant., avant obturation complète de la gaine, à placer l'intérieur de celle-ci sous un vide poussé, puis, après l'obturation complète de la gaina, par fermeture du passage 10, à placer pendant quelques heures l'ensemble ainsi obtenu dans une enceinte sous une pression de fluide et à une température suffisamment élevées pour que les pastilles séparatrices 3 se soudent à la gaine 4 par diffusion solide.On a indiqué en 11 à la fig. 5 par des points la zone de soudure entre pastilles séparatrices 3 et gaine 4, la couche de graphite 8 dont sont revêtues les pastilles annulaires 2 et les pastilles pleines 9 soustrayant celles-ci à la soudure par'diffusion, lesdites pastilles pleines 9 étant de préférence en bioxyde d'uranium fritté. Pour.rendre le dessin plus clair, on a exagéré le rapport diamètre/hauteur des pastilles 2 et 9, aux fig. 1 et 5, comme il ressortira de l'exemple donné ci-dessous. Les diverses opérations définies ci-dessus se répartissent de préférence de la manière suivante a) soudage du bouchon 6 sur la gaine 4 b) graphitation et étuvage des pastilles d'U02 fritté 2 et 9 destinées à constituer la colonne'active du crayon la graphitation ayant pour but (comme déjà expliqué) de s'opposer à la réaction U02-Zircaloy lors de l'opération de soudure par diffusion c) préparation de l'empilement interne composé des pastilles 2 et 9 d'U02 et des pastilles séparatrices 3 en Zircaloy, les pastilles séparatrices étant distribuées régulièrement le long de la colonne active de manière à la diviser en compartiments A,B...M,N égaux; d) emplissage de la gaine 4 avec l'empilement interne e) soudage du second bouchon 5, à passage ouvert 10, sur la gaine 4, la ligne de soudure étant montrée en 12 aux fig. 2 à 4 ;; f) fermeture sous vide du passage 10 du bouchon 5 g) application d'une pression fluide (hélium purifié, de préférence) et d'une température élévées (par exemple 1000 bars 8350C pendant 4 heures) pour souder par diffusion la gaine 4 aux pastilles séparatrices 3 et pour réaliser ainsi les compartiments étanches. La mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit nécessite évidemment un certain nombre de précautions qui vont être détaillées ci-après. En ce qui concerne la graphitation des pastilles 2 et 9 d'U02 (couche 8), il-faut qu'elle soit assuré de façon satisfaisante sur toutes les surfaces de ces pastilles (è- l'exclu- sion éventuellement de la surface des trous 7), c'est-à-dire qu'elle ait les qualités suivantes -: la couche 8 est régulière, sans manques et sans surépaisseurs (car les surépaisseurs s'écaillent facilement) - la couche 8 est adhérente et ne s'écailla pas même après étuvage des pastilles 2, 9 (étuvage nécessaire pour enlever les solvants de graphitation tels qu'eau et/ou alcool avec additions- diverses - la couche 8 ne s'arrache pas et ne salit pas la gaine-4-lors de la mise en place de l'empilement. On doit exiger ces qualités du dépit de graphite pour les raisons suivantes - tout manque de graphite sur une surface d'U02 venant au contact de l'alliage de zirconium aura pour conséquence lors de ltopération de soudage par diffusion, une réaction entre U02 et alliage de zirconium (réduction de l'U02 par le zirconium et diffusion de l'oxygène formé dans la gaine 4 en raison des températures élevées qui sont atteintes - comme la température des pastilles séparatrices 3 en ,alliage de zirconium sera relativement élevée-en service (500 à 6000 C selon les estimations), il y a intérêt à avoir à leur contact une couche an-ti-diffusion 8 qui conserve ses qualités pendant toute la via du crayon - toute trace de graphite, interposée entre la gaine 4 et une pastille séparatrice 3, nuira à leur liaison par diffusion, donc à l'étanchélté des compartiments A,-B... .M,N de l'élément de combustible 1. Pour vérifier la bonne adhérence de la couche de graphite 8, sur les pastilles d'U02 2 et 9, en particulier après étuvage, on peut pratiquer le test dit du "Scotch" une bande de papier adhésif transparent est collée sur le pourtour de la pastille d'U02 ; elle est ensuite arrachée et collée sur une feuille de papier blanc. L'adhérence de la couche B est correcte si le papier adhésif n'a pas entraîné de particules de graphite (qui se verraient très bien sur le papier blanc). Lors des essais, on a utilisé deux méthodes de graphitation qui seront détaillées ci-après. En ce qui concerne la longueur de l'empilement interne, il ne faut pas, après mise en place de cet empilement (pastilles dru02 2 et 9 et pastilles séparatrices 3) et emmanchement du second bouchon 5 sur gaine 4, qutil subsiste de jeux axiaux le long ou ausextrémités de l'empilement. En effet, lors dal'opération de soudage par diffusion, la matière de la gaine 4, portée à haute température et soumise à une forte pression extérieure, s'enfoncerait dans ces jeux axiaux par fluage, ce qui entranerait.des déformations et des amincissements de la gaine 4 pouvant aller jusqu'à la rupture. Si la longueur disponible pour l'empilement à l'intérieur de la gaine 4 peut être spécifiée avec une tolérance de quelques dixièmes de millimètre (mise à longueur d'un tube et usinage des deux bouchons 5 et 6), ce n'est pas le cas de la longueur de cet empilement qui résulte de la juxtaposition d'un grand nombre de pastilles d'U02 2-et 9 et d'alliage de zirconium 3 (plus de trois cent cinquante pastilles d'U02 dans un crayon d'un type déterminé ayant environ 3660 mm de longueur). Il faut donc procéder à une mise à longueur unitaire des empilements. A cet effet, la méthode,ci-dessous, aisément transposable à l'échelle industrielle, a été mise en oeuvre lors de réalisations expérimentales - on introduit un empilement de pastilles 2,3,9 dans une gaine 4 équipée de son premier bouchon 6 soudé - à l'aide d'une'jauge de profondeur, on mesure la hauteur restée libre dans la gaine 4 au-dessus de l'empilement - on complète cet empilement par une pastille de Zircaloy (non montrée fig. 1) dont la hauteur (ajustée par usinage) est calculée de manière à supprimer tout jeu axial (à la tempé rature ambiante) une fois le second bouchon 5 emmanché. Pour des séries importantes de crayons, au lieu d'usiner à la demande la pastille complémentairede Zircaloy, il suffirait de disposer, en magasin, d'un assortiment de pastilles de Zircaloy de hauteurs variées. Toujours en raison du risque de fluage de la matière de la gaine 4 lors de l'opération de soudage par diffusion, il est~exclu de juxtaposer une pastille d'UOz annulaire 2 -et un élément en Zircaloy (pastille séparatrice -3 ou bouchon 5,6). C'est pourquoi, entre toute pastille annulaire 2 au contact d'un élément de Zircaloy et cet élément, on utilisé une pastille intercalaire 9 qui est de préférence en U02 mais qui. pourrait être en un autre matériau (alumine par exemple) ne fluant pas loris de l'opération de soudage par diffusion et compatible avec l'UO2 et le Zircaloy. S'il est préférable d'utiliser des pastilles intercalaires 9 en U-02, c'est parce que cette solution évite de réduire la quantité d'U02 contenue dans cheque Crayon. Les pastilles intercalaires pleines 9 seront plus chaudes que. leurs voisines annulaires 2, d'où dans le cas préféré, où ces pastilles 9 sont aussi en U02, un dégagement de gaz de fission plus grand et un risque accru de réaction des pastilles 9 avec les pastilles séparatrices 3 ou les bouchons 5,6. Il-peut.alors être souhaitable, mais non nécessaire, de réduire 11 enrichissement de ces pastilles intercalaires pleines 9. La mise en oeuvre de deux enrichissements, au sein d'un mêmecrayon, est certes une complication, mais qui ne présente pas de danger grave dans ce cas précis, car - - pastilles pleines 9 et pastilles annulaires 2 sont aisées à distinguer ;; - les enrichissements ne devraient différer que de 0,5 % environ - le montage involontaire d'une pastille pleine 9 à la place d'une pastille annulaire 2 n'aurait d'autre conséquence que de diminuer légèrement le volume intérieur disponible pour le dégagement et l'expansion des gaz de fission - le montage involontaire d'une pastille annulaire 2 au lieu d'une pastille pleine 9 serait à coup sûr détecté, après l'opération de soudage par diffusion, en raison des déformations de la gaine 4 par fluage qu'il entraînerait. En ce qui concerne la géométrie des pastilles d'U02 il est nécessaire de définir les tolérances admissibles sur l'orthogonalité des faces transversales et d l'axe de ces pastilles et sur leurs défauts de surface (normes "éclats") pour éviter que le fluage d Zircaloy, lors de lwspération de soudage par diffusion, n'ait des conséquences fâcheuses sur la tenue de la gaine 4.La limitation, à une valeur au plus égale à 0,1 mm, des défauts d'orthogonalité des pastilles paraît nécessaire. C'est ce que l'on a voulu dire en précisant que les diverses pastilles ont des faces "dressées" de façon qu'il ne subsiste aucun interstice périphérique entre elles ou avec les bouchons, ou tout au moins aucun interstice ayant des dimensions suffisantes pour autoriser le fluage de l'alliage de zirconium. Il est important au point de vue économique, de respecter cette limitation en utilisant des pastilles 2,9 aux faces non rectifiées après frittage. En effet, dans le cas contraire, la rectification des faces constituerait non seulement une opération supplémentaire, mais encore et surtout une importante cause de rebut car elle occasionnerait/sur les arêtes des pastilles là;précisément,où ils sont les plus gênants. Il est clair que les éclats sont plus gênants sur ces arêtes que sur la surface latérale des pastilles et doivent donc Etre soumis à des normes plus sévères.La nocivité des éclats milite en faveur de pastilles d'U02 totalement brutes de frittage, et ce d!autant plus que l'intérêt habituel de la rectification latérale, qui est la maîtrise du jeu radial entre la gaine et les pastilles d'U02 dans les crayons connus, disparaît dans le cas du crayon qui est soumis, selon l'invention, à l'opération de soudure par diffusion. L'utilisation de pastilles d'U02 annulaires, destinées à fonctionner à relativement basse température (14000C maximum), élimine les raisons d'être des évidements d'extrémite classique (en anglais : "dishing"). pour les pastilles intercalaires pleines 9, juxtaposées aux pièces 3,5,6 en Zircaloy, ces évidements doivent être proscrits, car le Zircaloy les remplirait par fluage lors de cette opération (d'où disparition du volume libre qu'ils sont censés fournir et léger enfoncement de la gaine 4 au droit des pièces 3,5,6 ayant flué). Pour que le soudage par diffusion des pastilles séparatrices 3 sur la gaine s'effectue de façon satisfaisante, il importe que le vide soit le meilleur possible à l'intérieur de la gaine au moment où l'on obture de façon étanche. En plus, de l'étuvage sous vide préalable, (pour dégazage) des composants métalliques (en alliage de zirconium, et éventuellement en alumine pour les pastilles inteXcalaires 9) et des pastilles d7UO2 graphitées télimination de l'humidité et des solvants de nettoyage et de graphitation) ceci exige la mise de l'élément 1 sous vide avant son obturation définitive. Une méthode qui a donné de bons résultats est celle du "queusotage" sous vide. Comme expliqué ci-dessus, le bouchon 5, avant d'être soudé sur le crayon, est percé d'un passage 10 ou "queusot" ; après pompage de l'atmosphère interne de l'élément 1 à travers ce passage (comme schématisé par la flèche F à la fig. 2), ce de-rnier est fermé par bombardement électronique (comme-schématisé par les flèches en zig-zag E à la fig. 4). La fermeture du queusot 10 par rayon laser est également une solution industrielle envisageable. L'opération de fermeture sous vide pose un probième pratiqua ; plus la section du passage 10 est importante, plus la mise sous vide est rapide et complète ; mais plus difficile est la fermeture du passage 10 et plus marquée est la déformation du bouchon 5 par fluage du Zircaloy lors de l'opération de soudure par diffusion. Pour résoudre ce problème, après mise sous vide et avant obturation du queusot 10, on enfonce dans ce dernier une cheville cylindrique 13 en Zircaloy (voir fig. 3) qui comble au mieux ce passage et participe au soudage. Il est préférable de prévoir un épaulement 14 dans-le passage 10 pour y limiter l'enfoncement de la cheville 13. Exemple En utilisant le procédé décrit ci-dessus on a fabriqué un élément de combustible 1 avec les éléments suivants a) une gaine 4 ayant 581 mm de .longueur, 0,62 mm d'épaisseur, 9,48 mm de diamètre intérieur, en Zircaloy écroui à 50 r0 et recuit pendant 2 heures à 5250 ;; b) trente-deux pastilles annulaires 2 d'U02 ayant 13,5 mm de longueur, 9,36 mm de diamètre extérieur et 2,5 mm de diamètre intérieur, enrichies à 4,1 r0 en poids (densité 10,25) c) huit pastilles intercalaires pleines 9 d'U02 ayant à peu près les mêmes longueur et diamètre extérieur que les pastilles 2, enrichies à 3,8 % en poids (densité 10,30) c'est-àdire moins que les précédentes pour les raisons exposées ci-dessus d) quatre pastilles séparatrices 3 ayant 2 mm de longueur ou épaisseur et 9,40 mm de diamètre e) deux bouchons 5 et 6 en Zircaloy dont les profondeurs de pénétration dans la gaine sont égales. On réalise avec ces éléments quatre compartiments étanches dont l'un seulement est limité par le bouchon 5, étant donné que l'une des quatre pastilles séparatrices 3 est. placée contre l'autre bouchon 6. Chaque compartiment contient, entre deux pastilles intercalaires pleines 9, huit pastilles annulaires 2. Les bouchons 5 et 6 sont fixés à la gaine par soudure à l'arc an atmosphère d'argon. Avant obturation de la gaine le-vide réalisé à l'intérieur est due10 5 Torr. Le diamètre du queusot 10, au niveau de la cheville 13 est de 2,1 mm, le diamètre de cette cheville étant de 2 mm. La cheville 13-est soudée au bouchon 5 par bombardement électronique. La gaine 4, les pastilles séparatrices 3 et les bouchons 5 et 6 ont-été dégraissés à l'aide d'un mélange tertiaire 1/3 alcool, 1/3 acétone, 1/3 toluène et étuvés sous vide pendant la durée d'une nuit. Les pastilles 2 et 9 d'U02 ont été graphitées par immersion et séchage. Selon une première méthode, on utilise pour l'immersion un mélange graphite/alcool "ACHESON COLLOIDEN-5386-" redilué à 50 % dans de l'alcool. Selon une deuxième méthode, on utilise pour l'immersion une solution de graphite colloïdal ayant la composition en poids suivante 12 % de graphite colloïdal 40 % de- gomme-laque 8 % de dextrine 40 % d'alcool éthylique. Après séchage, ces pastilles ont été soumises à un ffituvage avec la séquence opératoire suivante - pompage 2 heures sous vide primaire, àfroid, - montée en température, de O à 300C en 2 heures, - étuvage, vide primaire, 15 à 17 heures à 3000C, - arrêt du chauffage, - introduction d'hélium sec lorsque la température est inférieure à 15ûOC, - vérification de l'adhérence du dépôt de graphita, -.'test au "Scotch". L'.un- des éléments 4 ainsi obtenus a été irradié en conteneur à eau bouillant-e, dans un réacteur nucléaire pendant cinq mois environ et a subit 132 recyclages de puissance (entre 200 et 400 W.Cm 1). La combu8tion massique.atteinte a été de 3400 MWj/tU. Cet élément s'est bien comporté. Dien tendu, les indications numériques de l'exemple- ont été données à titre indicatif et n'ont aucun caractère limitatif, ainsi qu'il ressort d'ailleurs de la description. De plus, comme il ressort du préambule de'.la description, les pastilles combustibles.2 et/ou intercalaires 9 pourraient entre en un autre matériau combustible que l'oxyde d'uranium fritté et l'un au moins des éléments constitués par es pastilles séparatrices 3, la gaine 4 et les bouchons 5, 6 pourrait être en un autre alliage soudable par diffusion que-le Zircaloy. 'REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'éléments de combustible, pour réacteurs nucléaires, constitués de pastilles combustibles qui sont empilées avec des pastilles séparatrices à l'intérieur d'une gaine rectiligne obturée par des bouchons à ses deux extrémités, les pastilles séparatrices, la gaine et les bouchons étant faits d'alliages soudables par diffusion et les pastilles séparatrices étant soudées à la gaine de façon à limiter entre elles ou avec les bouchons, à l'intérieur de la gaine, des compartiments pratiquement étanches, caractérisé par le fait qu'on a recours à des pastilles combustibles qui ont au moins pour la plupart une forme annulaire et qui sont graphitées au.moins sur leur surface extérieure; qu'on intercale, entre les'pastilles combustibles annulaires et les bouchons ou pastilles séparatrices, des pastilles pleines de matériau non fluable aux températures et pressions de fabrication et d'utilisation, les diverses pastilles ayant un diamètre au plus égal au diamètre intérieur de la gaine avant emplissage de celle-ci et ayant des faces dressées de façon qui ne subsiste aucun interstice périphérique entre elles ou avec les bouchons; qu'on empile sans jeu axial les diverses pastilles entre les bouchons; 'et qu'on soumet l'ensemble à un traitement visant à souder les pastillas séparatrices à la gaine par diffusion solide et consistant essentiellement, avant obturation complète de la gaine par ses bouchons, à placer l'intérieur de la gaine sous un vide poussé puis, après obturation complète de la gaine, à placer pendant quelques heures l'ensemble ainsi obtenu dans une enceinte sous une pression de fluide et à une température suffisamment élevées pour que les pastilles séparatrices se soudent à la gaine par diffusion solide. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on établit les pastilles intercalaires pleines en matériau combustible. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on établit le vide à l'intérieur de la gaine et qu'on obture ensuite celle-ci en adaptant de façon étanche à l'une de ses extrémités l'un des bouchons, qui est plein, en garnissant l'intérieur de la gaine, en adaptant de façon étanche à l'autre de ses extrémités l'autre bouchon qui est traversé par un passage central ou queusot, en établissant le vide par l'intermédiaire de ce queusot, en introduisant dans celui-ci une cheville pleine de meme matière que le bouchon et de diamètre pratiquement égal au diamètre du queusot et en soudant sous vide le bouchon aux parois du queusot. 4 e Elément de combustible pour réacteurs nucléaires, constitué de pastilles combustibles qui sont empilées avec des pastilles séparatrices à l'int.érieur d'une gaine rectiligne obturée par des bouchons à.ses deux extrémités, les pastilles séparatrices, la gaine et les bouchons étant faits d'alliages soudables par diffusion et les pastilles séparatrices étant soudées à la gaine de façon à limiter entre elles ou avec les bouchons, à l'intérieur de la gaine, des compartiments pratiquement étanches, caractérisé par le fait que les pastilles combustibles ont au moins pour la plupart une forme annulaire et sont graphitées au moins sur leurs surfaces extérieures, qu'entre les pastilles combustibles annulaires et les bouchons ou pastilles séparatrices sont intercalées des pastilles pleines, de matériau non fluable aux températures et pressions de fabrication et d'utilisation, les diverses pastilles ayant un mEme diamètre extérieur et ayant des faces dressées de façon qu'il ne subsiste pratiquement aucun interstice périphé rique entre elles ou avec les bouchons, que les diverses pastilles sont empilées avec un jeu axial très faible à la température ordinaire entre les pastilles séparatrices ou les bouchons, que l'espace intérieur de la gaine est pratiquement vide de gaz et que les pastilles séparatrices sont soudées à la surface intérieure de la gaine par diffusion solide. 5. Elément de combustible selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les pastilles intercalaires pleines sont en matériau combustible. 6. Elément de combustible selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les pastilles intercalaires pleines sont en bioxyde d'uranium moins enrichi que les pastilles annulaizes.