RAY103 exam juin 11

Pages: 5 (1187 mots) Publié le: 21 juin 2014
ANNALES DES SUJETS D’EXAMENS
2011

SCIENCES ET TECHNIQUES
INDUSTRIELLES

SPÉCIALITÉ :
Chimie – Alimentation –
Santé – Environnement

Sujets des examens dont le code de cours commence par : RAY

Mise en ligne : novembre 2011

NB : Seuls sont disponibles les sujets d’examen dont la publication a été autorisée par l’enseignant. Aucun corrigé n’est
disponible.

SOMMAIRE :
Sujetd’examen RAY103
Physique nucléaire appliquée.
Première session --------------------------------------------------------------------------------------------- p. 3
Sujet d’examen RAY207
Cycle du combustible nucléaire et technologies des réacteurs nucléaires 2.
Première session --------------------------------------------------------------------------------------------- p. 8
Sujet d’examen RAY207Cycle du combustible nucléaire et technologies des réacteurs nucléaires 2.
Deuxième session -------------------------------------------------------------------------------------------- p. 12

CNAM
EXAMEN NATIONAL

EXAMEN RAY 207
9 septembre 2011
DUREE
3 heures
Calculatrice autorisée
Aucun document autorisé
En revanche, les auditeurs candidats à l’examen ont à tout moment lapossibilité de
m’appeler au téléphone : 06 71 43 62 29 pour poser toute question ou formuler toute
remarque qui leur semblerait utile.

COMMENTAIRES IMPORTANTS

1) L’examen comprend :
a. Une question de cours
b. Deux exercices indépendants
2) L’exercice N°1 porte sur le bilan du combustible pendant son séjour en réacteur.
Une feuille séparée est à joindre à la copie.
3) L’exercice N°2porte sur la thermique du crayon combustible. Il comporte aussi une
feuille séparée à joindre à la copie.
4) L’énoncé sera distribué avec les deux pages numérotées 5 et 6 séparées.
5) L’ensemble de la question de cours et des deux exercices est faisable en totalité en
trois heures ; il sera noté sur 20.
1

QUESTION DE COURS
On rappelle ci-dessous la chaîne d’évolution du cyclethorium-uranium :

Chaine d’évolution du thorium
Simplifiée, limitée aux seules valeurs utiles ordinairement

(n,fission-…fission rapide uniquement)

232
Th
90
(n,γ)
γ

(n,fission)
(β−)
β

233
Th
90

T=23mn

233
Pa
91

(n,γ)
γ
σa,13 (2200m/s)=43b

(β−)
β
T=27,4 jours

233
U
92
(n,γ)
γ

1) Ecrire les équations différentielles relatives à l’évolution de chacun des quatreisotopes
ci-dessus.
2) Reprendre l’équation différentielle du 233Pa en simplifiant à l’aide des hypothèses
suivantes :
a. On néglige l’intermédiaire 233Th
b. Le flux neutronique est supposé constant
c. La concentration en 232Th varie très peu ; on supposera que le taux
d’absorption de 232Th reste constant dans le temps, égal à σa,Th Th(0) Φ , de
même que le taux de capture σc,Th Th(0) Φ.3) Exprimer les concentrations « à l’équilibre » de 233Pa et 233U, lorsque leur
concentration ne varie plus (lorsqu’elle atteint sa valeur asymptotique).
4) Comment varie la conversion du thorium en uranium en fonction du flux neutronique
(décrivez qualitativement en deux ou trois lignes).

2

EXERCICE N°1
On vous donne une feuille séparée à joindre à la copie après l’avoir complétée(cases
encadrées en gras) ; faire figurer sur la copie les calculs intermédiaires vous ayant conduit
au résultat, et les commentaires éventuels.
BILAN MASSIQUE D’UN COMBUSTIBLE MOX
AU COURS DE SON SEJOUR EN REACTEUR
Exprimé en kg/t de métal lourd initial
isotope
235

U
U
238
U
Soustotal U
239
Pu
240
Pu
241
Pu
242
Pu
Soustotal Pu
236

Masse Capture Fission DécroissanceDisparition Masse
radioactive
totale
Finale
Initiale
3
0,2
1
0
1,2
1,8
0
0
0
0
0
907
5
0
872
910
6
6
Voir (2)
40
33,3
0
20
18
0
0
12
20
15,7
5
16
12
0
0
0
0
90
49
5
54
Vor (2)

Commentaires

Fissions rapides

U appauvri

Voir (1)
MOX à 9% de
Pu

(1) La concentration de 241Pu ne varie pas beaucoup au cours du séjour du combustible
MOX dans le...
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