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Titane et Ses Alliages en Milieux Irradiés – TESAMI

Titane et Ses Alliages en Milieux Irradiants

Actuellement le 304L est largement utilisé mais il présente des limites et un matériau alternatif serait intéressant s’il présentait des gains significatifs dans : <br />- La diminution de l’activation en fin de vie <br />- L’augmentation de la tenue à la corrosion <br />- La diminution des masses en mouvement pour la tenue en séisme et un gain de poids pour les réacteurs embarqués. <br />

Ti un matériau pour les milieux irradiants.

Ce projet se propose donc, avant de passer à des applications industrielles concrètes (composants et/où assemblages du futur), d’évaluer scientifiquement à l’aide d’expériences permettant le développement et la validation de modèles de comportement, les qualités et les risques d’endommagement des titanes et alliages de titane placés en milieu irradié.

Le projet s’attachera à :
- Etudier le comportement à l’interface fluide –métal, dont la prise d’hydrogène.
- Etudier les effets sur les propriétés mécaniques de l’endommagement dû à l’irradiation pour en prévoir la dégradation.
- Comprendre les effets de l’irradiation sur les phases alpha et beta existantes dans tous les alliages de titane.

Il s'agit dans un premier temps de mettre en place les méthodes et les matériels, les moyens humains nécessaires à la réalisation du projet.

Les premiers travaux de collaborations vont débuter au mois de septembre 2013.

Pas de productions scientifiques à ce niveau d’avancement du projet.

Dans le domaine du nucléaire, les composants fonctionnant dans le cœur des réacteurs nécessitent des matériaux qui puissent présenter, dans la durée, une bonne tenue mécanique sous irradiations et ce, le plus souvent, dans un milieu agressif.
Actuellement le 304L est largement utilisé mais il présente des limites et un matériau alternatif serait intéressant s’il présentait des gains significatifs dans :
- La diminution de l’activation en fin de vie
- L’augmentation de la tenue à la corrosion
- La diminution des masses en mouvement pour la tenue en séisme et un gain de poids pour les réacteurs embarqués.
Le titane et ses alliages sont un bon candidat, et sont déjà utilisés par les russes dans le domaine de la propulsion. Toutefois, il existe très peu de données publiques pour valider cet intérêt.
Ce projet a pour but d’étudier le comportement du titane et de ses alliages en milieu irradiant afin de déterminer et prévoir le mieux possible son comportement. Le projet s’attachera à :
- Etudier le comportement à l’interface fluide –métal, dont la prise d’hydrogène.
- Etudier les effets sur les propriétés mécaniques de l’endommagement dû à l’irradiation pour en prévoir la dégradation.
- Comprendre les effets de l’irradiation sur les phases alpha et beta existantes dans tous les alliages de titane.
Sur le plan expérimental, le projet se propose d’utiliser un nombre restreint de types d’irradiation , ions lourds, rayonnement du cyclotron d’ARRONAX, d’expertiser une pièce en alliage de titane déjà irradiée aux neutrons et de compléter par calcul pour extrapoler le comportement aux rayonnements plus intenses. Toute l’étude utilisera l’acier 304L comme référence de base à comparer aux alliages de titane. Plusieurs acteurs industriels et académiques très différents interviendront pour avoir accès à tous les facteurs utiles à l’étude, et un très grand nombre de caractérisations sera effectué pour avoir la vue complète avant et après irradiation des échantillons testés.
Si les alliages de titane s’avèrent intéressants, les utilisations industrielles seront envisagées dans le domaine de la structure interne supérieure de cuve, les générateurs de vapeur, les conteneurs d’emballage de combustible neufs et usés, ainsi que dans d’autres applications.


Coordinateur du projet

Monsieur MASSOUD FATTAHI (Laboratoire de Physique Subatomique et des Technologies Associées) – fattahi@subatech.in2p3.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ICB Laboratoire Interdisciplinaire Carnot Bourgogne
EVEA EVEA
VALTIMET VALTIMET
SUBATECH Laboratoire de Physique Subatomique et des Technologies Associées
CEA/DEN Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives
DCNS DCNS
AREVA TA AREVA TA
TIMET TIMET SAVOIE SA

Aide de l'ANR 874 390 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2013 - 48 Mois

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