Brevet FR3143830A1 — publié le 20240621

Pastille de combustible nucléaire à enrichissement variable radialement La pastille de combustible nucléaire est de forme symétrique de révolution autour d’un axe central (B) et contient un matériau fissile, la pastille possédant des couches concentriques incluant une couche proximale (20), une couche intermédiaire (22) et une couche distale (24), dans laquelle l’enrichissement en matériau fissile au sein de la pastille varie radialement, la couche intermédiaire (22) comprenant une zone d’enrichissement élevé dans laquelle l’enrichissement est strictement supérieur à l’enrichissement dans la couche proximale (20) et/ou à l’enrichissement dans la couche distale (24). Figure pour l'abrégé : Figure 3 Pastille de combustible nucléaire à enrichissement variable radialement La présente invention concerne le domaine du combustible nucléaire, et en particulier une pastille de combustible nucléaire destinée à être intégrée dans un crayon de combustible nucléaire. Un cœur d’un réacteur nucléaire à eau légère ou à eau lourde est généralement formé d’une pluralité d’assemblages de combustible nucléaire disposés côte à côte, chaque assemblage de combustible nucléaire comprenant un faisceau de crayons de combustible nucléaire, chaque crayon de combustible nucléaire comprenant une gaine tubulaire contenant du combustible nucléaire, la gaine étant fermée à chacune de ses deux extrémités par un bouchon. Le combustible nucléaire est par exemple prévu sous la forme de pastilles de combustible nucléaire contenant un matériau fissile, chaque pastille étant de forme générale cylindrique, les pastilles étant empilées dans la gaine. Au cours de la combustion d’une pastille de combustible nucléaire, il existe un risque de détérioration de la pastille, et en particulier un risque de fragmentation, de relocalisation et/ou de dispersion du combustible (ou FFRD pour « Fuel Fragmentation Relocation and Dispersion » selon la terminologie anglaise). Ce risque est plus élevé en cas de combustion localement élevée au sein de la pastille ou de température localement élevée au sein de la pastille. Un des buts de l’invention est de proposer une pastille de combustible nucléaire permettant de limiter le risque de détérioration de la pastille au cours de son utilisation. A cet effet, l’invention propose une pastille de combustible nucléaire de forme symétrique de révolution autour d’un axe central et contenant un matériau fissile, la pastille possédant des couches concentriques incluant une couche proximale, une couche intermédiaire et une couche distale, dans laquelle l’enrichissement en matériau fissile au sein de la pastille varie radialement, et la couche intermédiaire comprend une zone d’enrichissement élevé dans laquelle l’enrichissement est strictement supérieur à l’enrichissement dans la couche proximale et/ou à l’enrichissement dans la couche distale. L’enrichissement en matériau fissible variable radialement de la pastille permet d’ajuster la réactivité et la combustion au sein de la pastille de combustible nucléaire en fonction du rayon, de manière à limiter le risque de détérioration lié à une combustion localement élevée et/ou à une température localement élevée. En particulier, un enrichissement plus élevé dans une couche intermédiaire que dans une couche proximale permet de préserver une équivalence énergétique tout en limitant la température au centre de la pastille, ce qui limite le risque de fusion en situation accidentelle. Un enrichissement plus élevé dans une couche intermédiaire que dans une couche distale permet de préserver l’équivalence énergétique tout en limitant le risque d’une combustion trop élevée dans la couche distale. Selon des modes de réalisation particuliers, la pastille comprend une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l’enrichissement augmente avec le rayon dans une zone de la couche intermédiaire adjacente à la couche proximale ; - l’augmentation de l’enrichissement est continue ou discontinue, et/ou graduelle ; - l’enrichissement diminue avec le rayon dans une zone de la couche intermédiaire adjacente à la couche distale ; - la diminution de l’enrichissement est continue ou discontinue, et/ou graduelle ; - l’enrichissement est maximal à une interface entre la couche proximale et la couche intermédiaire ; - l’enrichissement diminue depuis une interface entre la couche proximale et la couche intermédiaire jusqu’à une interface entre la couche intermédiaire et la couche distale ; - la diminution de l’enrichissement est continue ou discontinue, et/ou graduelle ; - l’enrichissement présente un plateau d’enrichissement maximal dans la couche intermédiaire ; - l’enrichissement est constant dans la couche intermédiaire ; - l’enrichissement dans la couche proximale est égal ou supérieur à 0,25 % et/ou égal ou inférieur à 1,0 % et/ou l’enrichissement dans la couche distale est égal ou supérieur à 0,25 % et inférieur ou égal à 1,0 % ; - l’enrichissement dans la zone d’enrichissement élevé est égal ou supérieur à 1,8 % et/ou inférieur ou égal à 10,0 % ; - la couche intermédiaire représente une fraction volumique de la pastille comprise entre 60 % et 94 % et/ou la couche proximale représente une fraction volumique de la pastille comprise entre 5 % et 20 % et/ou la couche distale représente une fraction volumique de la pastille comprise entre 1 % et 20 %. L’invention concerne également un crayon de combustible nucléaire, comprenant une gaine tubulaire contenant des pastilles telles que défini ci-dessus. L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la est une vue schématique en coupe d’un crayon de combustible nucléaire comprenant des pastilles de combustible nucléaire ; - la est une vue schématique en coupe d’une pastille de combustible nucléaire ; - les Figures 3 à 6 sont des graphiques illustrant différents profils d’enrichissement d’une pastille de combustible nucléaire en fonction du rayon ; - la est une vue schématique en coupe d’une pastille de combustible nucléaire selon un autre exemple de réalisation. La illustre un crayon de combustible nucléaire 2 destiné à être utilisé dans un réacteur à eau légère, en particulier un réacteur à eau sous pression (ou PWR pour « Pressurized Water Reactor ») ou un réacteur à eau bouillante (ou BWR pour « Boiling Water Reactor »), un réacteur de type « VVER », un réacteur de type « RBMK », un réacteur à eau lourde, par exemple de type « CANDU ». Le crayon de combustible nucléaire 2 est allongé suivant un axe longitudinal A. Le crayon de combustible nucléaire 2 comprend une gaine 4 contenant du combustible nucléaire. La gaine 4 est tubulaire et s’étend suivant l’axe longitudinal A. La gaine 4 est fermée de manière étanche à chacune de ses extrémités par un bouchon 6. Le combustible nucléaire se présente sous la forme d’un empilement de pastilles 8 de combustible nucléaire empilées axialement à l’intérieur de la gaine 4, chaque pastille 8 contenant du matériau fissile. L’empilement de pastilles 8 est aussi appelée « colonne fissile ». Le crayon de combustible nucléaire 2 comprend un ressort 10 disposé à l’intérieur de la gaine 4, entre l’empilement de pastilles 8 et l’un des bouchons 6, pour pousser l’empilement de pastilles 8 vers l’autre bouchon 6. Un vide ou plenum 12 est présent entre l’empilement de pastilles 8 et le bouchon 6 sur lequel le ressort 10 prend appui. Les pastilles 8 sont analogues et une seule des pastilles 8 sera décrite plus en détail pas la suite, en référence notamment à la . Comme illustré sur la , la pastille 8 présente une forme de révolution autour d’un axe central B. La pastille 8 présente de préférence une forme générale cylindrique de section transversale circulaire centrée sur l’axe central B. La pastille 8 possède une surface latérale 14 et deux surfaces d’extrémité 16 opposées. La surface latérale 14 s’étend suivant l’axe central B. La surface latérale 14 est cylindrique de section transversale circulaire centrée sur l’axe central B. Chaque surface d’extrémité 16 s’étend depuis un bord d’extrémité de la surface latérale 14 vers l’axe central B. Chaque surface d’extrémité 16 est par exemple sensiblement plane et perpendiculaire à l’axe central B. La pastille 8 contient un matériau fissile, le matériau fissile étant de préférence du dioxyde d’uranium (UO 2 ). La pastille 8 comprend par exemple une matrice réalisée dans un matériau de matrice et le matériau fissile réparti dans la matrice. La pastille 8 possède plusieurs couches concentriques. En particulier, la pastille 8 possède une couche proximale 20, une couche intermédiaire 22 et une couche distale 24 concentriques. La couche proximale 20 est la couche de la pastille 8 qui est radialement la plus proche de l’axe central B, et en particulier qui inclut l’axe central B. La couche proximale 20 est la couche radialement la plus interne de la pastille 8. La couche distale 24 est la couche de la pastille 8 qui est radialement la plus éloignée de l’axe central B. La couche distale 24 est la couche radialement la plus externe de la pastille 8. La couche distale 24 est la couche superficielle de la pastille 8. La couche intermédiaire 22 est située radialement entre la couche proximale 20 et la couche distale 24. La couche proximale 20 s’étend radialement jusqu’à un premier rayon R1, la couche intermédiaire 22 s’étend radialement entre le premier rayon R1 et un deuxième rayon R2, et la couche distale 24 s’étend radialement entre le deuxième rayon R2 et un troisième rayon R3. Le troisième rayon R3 est le rayon externe de la pastille 8, i.e. le rayon de la surface latérale 14. La pastille 8 présente par exemple une hauteur H, prise suivant l’axe central B, comprise entre 9 mm et 13 mm et/ou un diamètre externe D compris entre 7 mm et 10 mm. Chacune des couches concentriques de la pastille 8 présente une épaisseur prise radialement. La couche proximale 20 présente par exemple une épaisseur comprise entre 700 µm et 2300 µm. L’épaisseur de la couche proximale 20 est égale au premier rayon R1. La couche intermédiaire 22 présente une épaisseur comprise entre 1,5 mm et 3,9 mm. L’épaisseur de la couche intermédiaire est égale à la différence entre le deuxième rayon R2 et le premier rayon R1 La couche distale 24 présente par exemple une troisième épaisseur comprise entre 17 µm et 528 µm. L’épaisseur de la couche distale 24 est égale à la différence entre le troisième rayon R3 et le deuxième rayon R2. La pastille 8 présente une concentration en matériau fissile ou « enrichissement ». L’enrichissement de la pastille 8 varie radialement, i.e. en fonction de la distance à l’axe central B de la pastille 8. De préférence, l’enrichissement de la pastille 8 varie uniquement radialement. L’enrichissement de la pastille 8 ne varie pas axialement ni circonférentiellement. Pour un rayon donné, l’enrichissement est le même sur toute la hauteur de la pastille 8 et sur toute la circonférence de la pastille 8. La couche intermédiaire 22 possède une zone d’enrichissement élevé dans laquelle l’enrichissement est strictement plus élevé que dans la couche proximale 20 et/ou dans la couche distale 24, de préférence strictement plus élevé que dans la couche proximale 20 et dans la couche distale 24. La zone d’enrichissement élevé s’étend par exemple sur toute l’étendue radiale de la couche intermédiaire 22, par exemple si l’enrichissement est constant dans la couche intermédiaire, ou sur une fraction de l’étendue radiale de la couche intermédiaire 22, par exemple si l’enrichissement varie au sein de la couche intermédiaire 22. De préférence, l’enrichissement présente dans la couche intermédiaire 22, et en particulier dans la zone d’enrichissement élevé, un enrichissement maximal E MAX . Les Figures 3 à 7 sont des graphiques illustrant différents exemples de profils d’enrichissement E de la pastille 8 en fonction du rayon R, i.e. en fonction de la distance à l’axe central B de la pastille 8. Dans l’exemple de la , la couche proximale 20 présente un enrichissement proximal E PROX constant dans la couche proximale 20, un enrichissement constant dans la couche intermédiaire 22 et un enrichissement distal E DIST constant dans la couche distale 24. L’enrichissement dans la couche intermédiaire 22 est strictement plus élevé que l’enrichissement proximal E PROX de la couche proximale 20 et que l’enrichissement distal E DIST de la couche distale 24. L’enrichissement dans la couche intermédiaire 22 correspond à l’enrichissement maximal E MAX de la pastille 8. La couche intermédiaire 22 possède un plateau d’enrichissement maximal E MAX qui s’étend sur toute l’étendue de la couche intermédiaire 22. La zone d’enrichissement élevé de la couche intermédiaire 22 correspond à l’ensemble de la couche intermédiaire 22. L’enrichissement est élevé sur toute l’étendue radiale de la couche intermédiaire 22, i.e. entre le premier rayon R1 et le deuxième rayon R2. L’enrichissement proximal E PROX de la couche proximale 20 et l’enrichissement distal E DIST de la couche distale 24 sont par exemple égaux. En variante, l’enrichissement proximal E PROX de la couche proximale 20 et l’enrichissement distal E DIST de la couche distale 24 sont différents, l’un étant strictement plus élevé que l’autre. Dans l’exemple de la , le profil d’enrichissement présente un saut non continu à l’interface entre la couche proximale 20 et la couche intermédiaire 22, entre l’enrichissement proximal E PROX et l’enrichissement maximal E MAX , et un saut non continu à l’interface entre la couche intermédiaire 22 et la couche distale 24, entre l’enrichissement intermédiaire E MAX et l’enrichissement distal E DIST . Il est possible de prévoir une variation continue et/ou graduelle de l’enrichissement. En particulier, la couche intermédiaire 22 comprend en option une zone de transition avec variation continue et/ou graduelle de l’enrichissement entre la zone d’enrichissement élevé et la couche proximale 20 et/ou une zone de transition avec une variation continue et/ou graduelle de l’enrichissement entre la zone d’enrichissement élevé et la couche distale 24. Dans un exemple de réalisation illustré sur la , l’enrichissement augmente continument avec le rayon (i.e. avec la distance à l’axe central B) dans une zone de la couche intermédiaire 22 adjacente à la couche proximale 20, jusqu’à la zone d’enrichissement élevé de la couche intermédiaire 22, par exemple de l’enrichissement proximal E PROX jusqu’à l’enrichissement maximal E MAX . L’augmentation est continue. L’augmentation est par exemple linéaire. En variante, l’augmentation est non-linéaire. Ladite zone de la couche intermédiaire 22 adjacente à la couche proximale 20 définit une zone de transition entre la couche proximale 20 et la zone d’enrichissement élevé. En variante ou en option, comme illustré sur la , l’enrichissement diminue continument avec le rayon dans une zone de la couche intermédiaire 22 adjacente à la couche distale 24, par exemple de l’enrichissement maximal E MAX jusqu’à l’enrichissement distale E DIST . La diminution est continue. La diminution est par exemple linéaire. En variante, la diminution est non linéaire. Ladite zone de la couche intermédiaire 22 adjacente à la couche proximale 20 définit une zone de transition et la zone d’enrichissement élevé. Dans un exemple de réalisation particulier, au sein de la couche intermédiaire 22, l’enrichissement augmente continument avec le rayon dans la zone adjacente à la couche proximale, depuis l’enrichissement proximal E PROX jusqu’à l’enrichissement maximal E MAX , puis reste constant, puis diminue continument dans la zone adjacente à la couche distale 24 jusqu’à atteindre l’enrichissement distal E DIST . Comme illustré sur la , le profil d’enrichissement présente, une portion croissante depuis l’enrichissement proximal E PROX jusqu’à un plateau d’enrichissement maximal E MAX , puis une portion décroissante depuis le plateau d’enrichissement maximal E MAX jusqu’à l’enrichissement distal E DIST . La portion croissante est linéaire. Elle présente la forme d’une rampe montante de pente constante. En variante, la portion croissante est non-linéaire. Elle présente une pente variable. La portion décroissante est linéaire. Elle présente la forme d’une rampe descendante de pente constante. En variante, la portion décroissante est non-linéaire. Elle présente une pente variable. Dans un exemple de réalisation, l’enrichissement présente une augmentation graduelle. Une augmentation graduelle est par exemple réalisée avec un ou plusieurs paliers intermédiaires. Une augmentation graduelle est réalisée par exemple de manière continue (avec une rampe entre deux paliers successifs) et/ou non continue (avec un saut discontinu entre deux paliers successifs). Dans un exemple de réalisation, l’enrichissement présente une diminution graduelle. Une diminution graduelle est par exemple réalisée avec un ou plusieurs paliers intermédiaires. Une diminution graduelle est réalisée par exemple de manière continue (avec une rampe entre deux paliers successifs) et/ou non continue (avec un saut entre deux paliers successifs). Le profil d’enrichissement illustré sur la diffère de celui de la en ce que l’augmentation entre l’enrichissement proximal E PROX et le plateau d’enrichissement maximal E MAX est graduelle, ici avec deux paliers intermédiaires, et en ce que la diminution entre le plateau d’enrichissement maximal E MAX et l’enrichissement distal E DIST est graduelle, ici avec deux paliers intermédiaires. Le profil d’enrichissement ne présente pas nécessairement un plateau d’enrichissement maximal dans la couche intermédiaire 22. Le profil d’enrichissement peut augmenter dans la couche intermédiaire 22 de l’enrichissement proximal E PROX jusqu’à l’enrichissement maximal E MAX et/ou diminuer de l’enrichissement maximal E MAX à l’enrichissement distal E DIST , en présentant une zone d’enrichissement élevé dans laquelle l’enrichissement est strictement supérieur à l’enrichissement proximal E PROX et/ou à l’enrichissement distal E DIST. Dans un exemple de réalisation illustré sur la , l’enrichissement est maximal à l’interface entre la couche proximale 20 et la couche intermédiaire 22 puis diminue progressivement jusqu’à l’interface entre la couche intermédiaire 22 et la couche distale 24. L’enrichissement diminue ici continument, et en particulier linéairement, jusqu’à l’interface entre la couche intermédiaire 22 et la couche distale 24. En variante, l’enrichissement diminue graduellement jusqu’à l’interface entre la couche intermédiaire 22 et la couche distale 24. Dans une variante, l’enrichissement maximal E MAX est atteint à proximité de l’interface entre la couche intermédiaire 22 et la couche distale 24, avec une variation continue ou discontinue et/ou graduelle entre l’enrichissement proximal E PROX à l’enrichissement maximal E MAX , de préférence sur une faible épaisseur, par exemple une épaisseur comprise entre 50 µm et 500 µm. L’enrichissement à l’interface entre la couche intermédiaire 22 et la couche distale 24 est ici strictement supérieur à l’enrichissement distal E DIST . L’enrichissement présente un saut non continu à l’interface entre la couche intermédiaire 22 et la couche distale 24. En variante, comme illustré en traits mixtes sur le , l’enrichissement diminue dans la couche intermédiaire 22 jusqu’à atteindre l’enrichissement distale E DIST à l’interface entre la couche intermédiaire 22 et la couche distale 24. La couche intermédiaire 22 présente dans ce cas une zone d’enrichissement élevé suivie d’une zone de transition entre la zone d’enrichissement élevé et la couche distale 24. L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus et illustrés sur les Figures 3 à 6, d’autres exemples de réalisation étant envisageables, en particulier des combinaisons des exemples de réalisation des Figures 3 à 6. Dans un exemple de réalisation, l’enrichissement présente dans la couche intermédiaire 22 une augmentation continue et/ou graduelle entre l’enrichissement proximal E PROX et l’enrichissement maximal E MAX , puis un plateau à l’enrichissement maximal E MAX jusqu’à l’interface entre la couche intermédiaire 22 et la couche distale 24 où l’enrichissement présente un saut discontinu entre l’enrichissement maximal E MAX et l’enrichissement distal E DIST (sans diminution continue ou graduelle entre l’enrichissement maximal E MAX et l’enrichissement distal E DIST ). Dans un exemple de réalisation, l’enrichissement présente un saut discontinu à l’interface entre la couche distale 20 et la couche intermédiaire 22 entre l’enrichissement proximal E PROX et l’enrichissement maximal E MAX , puis un plateau à l’enrichissement maximal E MAX puis une diminution continue et/ou graduelle entre l’enrichissement maximal E MAX et l’enrichissement distal E DIST . Par ailleurs, il est possible de combiner une augmentation continue avec une diminution non continue et une augmentation non continue avec une diminution continue. Dans un exemple de réalisation dans lequel l’enrichissement E présente une augmentation graduelle non continue entre l’enrichissement proximal E PROX et l’enrichissement maximal E MAX et une diminution continue entre l’enrichissement maximal E MAX et l’enrichissement distal E DIST . Dans un exemple de réalisation, l’enrichissement E présente une augmentation continue entre l’enrichissement proximal E PROX et l’enrichissement maximal E MAX et une diminution graduelle non continue entre l’enrichissement maximal E MAX et l’enrichissement distal E DIST . Dans un exemple de réalisation dans lequel l’enrichissement présente une augmentation linéaire et une diminution linéaire, les valeurs absolues de la pente de l’augmentation linéaire et de la pente de la diminution graduelle sont par exemple égales. En variante, les valeurs absolues de la pente de l’augmentation linéaire de la pente de la diminution graduelle sont différentes. Dans un exemple de réalisation dans lequel l’enrichissement présente une augmentation continue et une diminution continue, l’augmentation et la diminution sont linéaires. En variante, l’augmentation est linéaire et la diminution non-linéaire, ou l’augmentation est non-linéaire et la diminution est linéaire. Dans un exemple de réalisation, et comme illustré sur les Figures 3 à 6, l’enrichissement proximal E PROX et l’enrichissement distal E DIST sont sensiblement égaux. Dans ce cas, de préférence, l’enrichissement proximal E PROX et l’enrichissement distal E DIST sont égaux à un enrichissement minimal de la pastille 8. En variante, l’enrichissement proximal E PROX et l’enrichissement distal E DIST sont différents. Dans ce cas, de préférence, celui de l’enrichissement proximal E PROX et de l’enrichissement distal E DIST qui est inférieur à l’autre est l’enrichissement minimal de la pastille 8. Dans un exemple de réalisation, l’enrichissement proximal E PROX est strictement supérieur à l’enrichissement distal E DIST . Dans ce cas, de préférence, l’enrichissement distal E DIST est l’enrichissement minimal de la pastille 8. Dans un exemple de réalisation, l’enrichissement proximal E PROX est strictement inférieur à l’enrichissement distal E DIST . Dans ce cas, de préférence, l’enrichissement proximal E PROX est l’enrichissement minimal de la pastille 8. De manière générale, l’enrichissement présente un saut discontinu entre la couche proximale 20 et la zone d’enrichissement élevé de la couche intermédiaire 22 ou une zone de transition avec une augmentation continue et/ou graduelle entre la couche proximale 20 et la zone d’enrichissement élevé, et présente un saut discontinu entre la zone d’enrichissement élevé de la couche intermédiaire 22 et la couche distale ou zone de transition avec une augmentation continue et/ou graduelle entre la zone d’enrichissement élevé et la couche distale 24. En outre, l’enrichissement dans la zone d’enrichissement élevé est constant et présente un plateau d’enrichissement maximal E MAX ou varie radialement, auquel cas l’enrichissement varie dans la zone d’enrichissement élevé par exemple de manière continue et/ou graduelle, en formant par exemple un ou plusieurs plateaux. L’enrichissement variable radialement au sein de la pastille 8 permet de prévoir la quantité de matériau fissile requise dans la pastille 8 tout en limitant le risque de dégradation de la pastille 8, en particulier le risque « FFRD ». Un enrichissement plus élevé dans la couche intermédiaire 22 que dans la couche proximale 20 permet de prévoir la quantité de matériau fissile requise en limitant le risque d’atteindre une température trop élevée au centre de la pastille 8, en particulier en conditions accidentelles. Un enrichissement plus élevé dans la couche intermédiaire 22 que dans la couche distale 24 permet de prévoir la quantité de matériau fissile en limitant le risque d’une combustion trop élevée du matériau combustible à la périphérie de la pastille 8. L’enrichissement de la pastille 8 est de préférence ajusté de manière à prévoir une quantité requise de matériau fissile contenu dans la pastille 8, et de préférence de manière à conserver une équivalence énergétique entre la pastille 8 et une pastille de référence présentant un enrichissement de référence E REF uniforme et possédant sensiblement la même géométrie, en particulier possédant le même volume que la pastille 8. En considérant l’exemple de profil d’enrichissement de la , l’équation suivante doit être respectée : E REF = E PROX x (FV PROX ) + E MAX x (FV INT ) + E DIST x (FV DIST ) dans laquelle : E REF est l’enrichissement de référence de la pastille de référence ; E PROX est l’enrichissement de la couche proximale 20 ; E MAX est l’enrichissement de la couche intermédiaire 22 ; E DIST est l’enrichissement de la couche distale 24 ; FV PROX est la fraction volumique de la couche proximale 20, i.e. le rapport du volume de la couche proximale 20 sur le volume de la pastille 8 ; FV INT est la fraction volumique de la couche intermédiaire 22, i.e. le rapport du volume de la couche intermédiaire 22 sur le volume de la pastille 8 ; et FV DIST est la fraction volumique de la couche distale 24, i.e. le rapport du volume de la couche distale 24 sur le volume de la pastille 8 Dans un exemple particulier dans lequel E REF = 4%, E PROX = E DIST = 0,3%, FV PROX = 10%, FV DIST = 5 % et FV INT = 85 %, on obtient un enrichissement maximal E MAX = 4,65%. De préférence, la fraction volumique de la couche proximale 20 est compris entre 5 % et 20 %. De préférence, la fraction volumique de la couche intermédiaire 22, en particulier de la zone d’enrichissement élevé de la couche intermédiaire 22, est compris entre 60% et 94 %. De préférence, la fraction volumique de la couche distale 24 est compris entre 1 % et 20 %. De préférence, l’enrichissement dans la couche proximale 20 est égal ou supérieur à 0,25 % et/ou égal ou inférieur à 1,0 %. De préférence, l’enrichissement dans la couche distale 24 est égal ou supérieur à 0,25 % et/ou égal ou inférieur à 1,0 %. De préférence, l’enrichissement dans la zone d’enrichissement élevé de la couche intermédiaire 22 est égal ou supérieur à 1,8 % et/ou égal ou inférieur à 10,0 %. De préférence, le ratio entre l’enrichissement maximal E MAX et l’enrichissement proximal E PROX est par exemple compris entre 1,8 et 40. De préférence, le ratio entre l’enrichissement maximal E MAX et l’enrichissement distal E DIST est par exemple compris entre 1,8 et 40. Le respect des dimensions et/ou des proportions, prises individuellement ou en combinaison, permet d’obtenir une pastille 8 contenant une quantité de matériau fissile appropriée tout en limitant les risques de détérioration. La réduction du risque de dégradation de la pastille 8 permet éventuellement de s’affranchir au moins partiellement des contraintes géométriques des pastilles usuelles, et en particulier de la présence d’un chanfrein à la jonction entre la surface latérale 14 et chaque surface d’extrémité 16 et/ou de la présence d’une dépression au centre de chaque surface d’extrémité 16. Comme illustré notamment sur la , la pastille 8 peut être prévue avec une forme cylindrique, en particulier sans chanfrein à la jonction entre la surface latérale 14 et chaque surface d’extrémité 16 et avec des surfaces d’extrémité 16 plane. Ceci permet de simplifier la fabrication de la pastille 8. Comme illustré sur la , l’invention peut aussi s’appliquer à une pastille de forme générale cylindrique dont la géométrie diffère de celle de la en ce qu’elle comprend un chanfrein 30 à la jonction entre la surface latérale 14 et chaque surface d’extrémité 16 et/ou une dépression 32 au centre de chaque surface d’extrémité 16. Une pastille 8 comprenant une matrice et un matériau fissile contenu dans la matrice avec un enrichissement variant radialement (i.e. une concentration en matériau fissile variant radialement) est obtenue par exemple par frittage. Dans ce cas, l’enrichissement est par exemple constant dans la couche proximale 20, constant dans la couche intermédiaire 22 et/ou constant dans la couche distale 24, comme par exemple dans l’exemple de la . En variante, une pastille 8 comprenant une matrice et un matériau fissile contenu dans la matrice avec un enrichissement variant radialement est obtenue par exemple par fabrication additive (ou impression 3D) à partir de poudres, incluant par exemple une première poudre constituée du matériau fissile et d’une deuxième poudre constituée d’un matériau de matrice, la pastille 8 étant fabriquée additivement en faisant varier les proportions entre la première poudre et la deuxième poudre. La pastille 8 est fabriquée par exemple par couches de fabrication concentriques successives en faisant varier les proportions entre la première poudre et la deuxième poudre entre les couches de fabrication. Chacune des couches concentriques de la pastille 8 (couche proximale 20, couche intermédiaire 22 et couche distale 24) est formée de plusieurs couches de fabrication superposées. Chaque éventuelle variation de l’enrichissement au sein de la couche intermédiaire 22, continue ou non, est obtenue en faisant varier les proportions entre la première poudre et la deuxième poudre entre les couches de fabrication de la couche intermédiaire 22. La fabrication additive est réalisée par exemple par une ou plusieurs parmi les méthodes suivantes : frittage sélectif par laser (ou SLS de l’anglais « Selective Laser Sintering »), fusion par faisceau d’électron (ou EBM de l’anglais « Electron Beam Melting »), frittage direct de métal par laser (ou DMSL de l’anglais « Direct Metal Laser Sintering »), Dépôt direct par énergie (ou « Direct Energy Deposition » selon la terminologie anglaise) et frittage flash (ou SPS de l’anglais « Spark Plasma Sintering »). Pastille de combustible nucléaire de forme symétrique de révolution autour d’un axe central (B) et contenant un matériau fissile, la pastille possédant des couches concentriques incluant une couche proximale (20), une couche intermédiaire (22) et une couche distale (24), dans laquelle l’enrichissement en matériau fissile au sein de la pastille varie radialement, et la couche intermédiaire (22) comprend une zone d’enrichissement élevé dans laquelle l’enrichissement est strictement supérieur à l’enrichissement dans la couche proximale (20) et/ou à l’enrichissement dans la couche distale (24). Pastille selon la revendication 1, dans laquelle l’enrichissement augmente avec le rayon dans une zone de la couche intermédiaire (22) adjacente à la couche proximale (20). Pastille selon la revendication 2, dans laquelle l’augmentation de l’enrichissement est continue ou discontinue, et/ou graduelle. Pastille selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’enrichissement diminue avec le rayon dans une zone de la couche intermédiaire (22) adjacente à la couche distale (20). Pastille selon la revendication 4, dans laquelle la diminution de l’enrichissement est continue ou discontinue, et/ou graduelle. Pastille selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’enrichissement est maximal à une interface entre la couche proximale (20) et la couche intermédiaire (22). Pastille selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’enrichissement diminue depuis une interface entre la couche proximale (20) et la couche intermédiaire (22) jusqu’à une interface entre la couche intermédiaire (22) et la couche distale (24). Pastille selon la revendication 7, dans laquelle la diminution de l’enrichissement est continue ou discontinue, et/ou graduelle. Pastille selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’enrichissement présente un plateau d’enrichissement maximal dans la couche intermédiaire (22). Pastille selon la revendication 1, dans laquelle l’enrichissement est constant dans la couche intermédiaire (22). Pastille selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’enrichissement dans la couche proximale (20) est égal ou supérieur à 0,25 % et/ou égal ou inférieur à 1,0 % et/ou l’enrichissement dans la couche distale (24) est égal ou supérieur à 0,25 % et inférieur ou égal à 1,0 %. Pastille selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’enrichissement dans la zone d’enrichissement élevé est égal ou supérieur à 1,8 % et/ou inférieur ou égal à 10,0 %. Pastille selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche intermédiaire (22) représente une fraction volumique de la pastille comprise entre 60 % et 94 % et/ou la couche proximale (20) représente une fraction volumique de la pastille comprise entre 5 % et 20 % et/ou la couche distale (24) représente une fraction volumique de la pastille comprise entre 1 % et 20 %. Crayon de combustible nucléaire, comprenant une gaine tubulaire contenant des pastilles selon l’une quelconque des revendications précédentes.