Le recours à l’état d’arrêt garanti à l’aide de barres dans les réacteurs CANDU

Résumé d’un document technique présenté au :
Congrès international de 2015 sur les progrès des centrales nucléaires (ICAPP 2015)
Nice, France
Du 3 au 6 mai 2015

Préparé par :
Dumitru Serghiuta et John Tholammakkil
Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN)
Ottawa (Ontario)
Canada

Résumé

L’état d’arrêt garanti d’un réacteur CANDU est un état dans lequel le réacteur demeurera dans un état sous-critique stable, peu importe les variations de la réactivité découlant d’un changement de la configuration du cœur, des propriétés du cœur ou de la défaillance d’un système de procédé. La procédure habituelle prévue lors de la conception du réacteur CANDU et indiquée dans les procédures d’exploitation pour l’état d’arrêt garanti consiste à surempoisonner le modérateur (généralement à l’aide d’une solution de nitrate de gadolinium). Cette procédure est appelée l’état d’arrêt garanti par surempoisonnement. On peut aussi arriver à l’état d’arrêt garanti par « vidange du modérateur », comme c’est le cas des tranches A de la centrale de Pickering et par « drainage du modérateur », ce qui est le cas à la centrale de Bruce-B et à la centrale de Darlington.

Les services publics ont proposé l’utilisation d’un état d’arrêt garanti supplémentaire pour les réacteurs CANDU en activité, c’est-à-dire l’état d’arrêt garanti à l’aide de barres (EAGAB), grâce à l’emploi de barres solides, par exemple le SAU1, les AMP et les barres de compensation, pour les arrêts imprévus et de courte de durée. Le concepteur a également étudié cette option et en a fait une nouvelle caractéristique du CANDU 6 évolué.

Le recours à l’EAGAB dans les réacteurs CANDU en activité propose des avantages importants sur le plan de la sûreté, par exemple la réduction des doses d’exposition des travailleurs et de la matière radioactive de faible activité, ainsi que des avantages économiques, notamment les délais plus courts pour atteindre le niveau de puissance maximal après un arrêt d’entretien imprévu. Parmi les événements qui auraient pu mettre en cause la fiabilité de l’EAGAB, peu ont eu lieu en cours d’activité et certains ont été provoqués par des défaillances imprévues qui ont mené à la précipitation du gadolinium.

Sur le plan de la réglementation, voici les défis importants que pose le recours à l’EAGAB dans les réacteurs CANDU actuels :

  • la séparation des systèmes de procédé et des systèmes de sûreté, en raison de l’utilisation des composantes du système de régulation du réacteur, par exemple les barres de commande et les absorbeurs de contrôle mécaniques
  • la défense en profondeur : conception du SAU1 et application du principe de la protection par contingence double face à la criticité nucléaire
  • la surveillance et la protection : l’état d’arrêt garanti à long terme exige l’installation d’instruments de démarrage aux fins de la surveillance et de la protection
  • la disponibilité des systèmes d’arrêt : les bonnes pratiques de l’industrie prévoient qu’un système d’arrêt doit être disponible (armé) pendant l’état d’arrêt garanti
  • le critère de sous-criticité pour l’analyse de criticité nucléaire
  • les procédures de fonctionnement et la formation des opérateurs doivent empêcher l’erreur humaine

Ce document porte sur les exigences de la réglementation en matière d’état d’arrêt garanti et sur les attentes du personnel de la CCSN quant à l’information qui devra accompagner les demandes d’approbation réglementaire du recours à l’EAGAB en tant qu’état d’arrêt garanti supplémentaire dans les réacteurs CANDU actuels.

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