ISO 15646:2014

Re-sintering test for UO2, (U,Gd)O2 and (U,Pu)O2 pellets

ISO 15646:2014 describes a procedure for measuring the densification of UO2, (U,Gd)O2, and (U,Pu)O2 pellets, achieved by heat treatment under defined conditions. The densification of fuel in power operation is an important design feature. Essentially, it is dependent on structural parameters such as pore size, spatial pore distribution, grain size, and in the case of (U,Gd)O2 and (U,Pu)O2, oxide phase structure. A thermal re-sintering test can be used to characterize the dimensional behaviour of the pellets under high temperature. The results of this test are used by the fuel designer to predict dimensional behaviour in the reactor, because thermal densification in the reactor is also dependent on these structural parameters, albeit in a differing manner in terms of quantity.

Test de refrittage pour pastilles UO2, (U,Gd)O2 et (U,Pu)O2

L'ISO 15646:2014 décrit un mode opératoire de mesurage de la densification de pastilles de UO2, (U,Gd)O2 et (U,Pu)O2 par traitement thermique dans des conditions définies. La densification du combustible en réacteur est une caractéristique de conception essentielle. Elle dépend principalement de paramètres structuraux comme la taille des pores, la distribution des pores dans l'espace, la taille des grains, et dans le cas des pastilles (U,Gd)O2 et (U,Pu)O2, de la structure de la phase d'oxyde. Il est possible d'avoir recours à un test de refrittage thermique afin de caractériser le comportement dimensionnel des pastilles à haute température. Les résultats de ce test sont utilisés par le concepteur de combustible afin de prévoir le comportement dimensionnel des pastilles dans le réacteur car la densification thermique dans le réacteur dépend aussi de ces paramètres structuraux, dans des proportions différentes.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 12-Jun-2014
• ICS: 27.120.30 - Fissile materials and nuclear fuel technology
• Technical Committee: ISO/TC 85/SC 5 - Nuclear installations, processes and technologies
• Drafting Committee: ISO/TC 85/SC 5/WG 1 - Analytical methodology in the nuclear fuel cycle
• Current Stage: 9060 - Close of review
• Start Date: 02-Dec-2024

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15646
First edition
2014-06-15
Re-sintering test for UO , (U,Gd)O
2 2
and (U,Pu)O pellets
2
Test de refrittage pour pastilles UO , (U,Gd)O et (U,Pu)O
2 2 2
Reference number
ISO 15646:2014(E)
©
ISO 2014

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ISO 15646:2014(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
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Published in Switzerland
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ISO 15646:2014(E)

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Brief description of procedure . 1
3 Incidents. 1
4 Apparatus . 1
4.1 Equipment for measuring density . 1
4.2 Heat treatment furnace . 2
5 Reagents . 2
6 Sampling . 2
7 Procedure. 2
7.1 Density measurements before heat treatment . 2
7.2 Heat treatment . 3
7.3 Density measurements after heat treatment . 3
8 Evaluation . 3
9 Precision of the procedure . 4
10 Test report . 4
Annex A (informative) Relationship between pellet mass evolution and O/M ratio evolution .5
Bibliography . 6
© ISO 2014 – All rights reserved iii

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ISO 15646:2014(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies, and
radiological protection, Subcommittee SC 5, Nuclear fuel cycle.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15646:2014(E)
Re-sintering test for UO , (U,Gd)O and (U,Pu)O pellets
2 2 2
1 Scope
This International Standard describes a procedure for measuring the densification of UO , (U,Gd)O ,
2 2
and (U,Pu)O pellets, achieved by heat treatment under defined conditions.
2
The densification of fuel in power operation is an important design feature. Essentially, it is dependent
on structural parameters such as pore size, spatial pore distribution, grain size, and in the case of (U,Gd)
O and (U,Pu)O , oxide phase structure. A thermal re-sintering test can be used to characterize the
2 2
dimensional behaviour of the pellets under high temperature. The results of this test are used by the fuel
designer to predict dimensional behaviour in the reactor, because thermal densification in the reactor is
also dependent on these structural parameters, albeit in a differing manner in terms of quantity.
On the assumption of the prediction, it is necessary to correlate the results of this test by some
correlation rules, because the results of this test vastly depend on the re-sintering conditions (such as
heat treatment temperature, treatment time, gas content, and partial oxygen pressure).
2 Brief description of procedure
The density of nuclear fuel pellets is measured before the re-sintering test. Afterwards, the pellets are
subjected to heat treatment in a furnace under specified conditions with regard to temperature, time,
and sintering atmosphere. After cooling, the density is remeasured.
The oxygen/metal molar ratio should remain constant during the re-sintering test. The difference
between the two density measurements shall be used to assess the thermal stability of the pellet lot.
3 Incidents
Minor chipping can occur during pellet handling. Densities of visibly chipped pellets shall not be
measured using the geometric method, as the results will be inaccurate.
Densities of such chipped pellets can be measured using the buoyancy method.
4 Apparatus
Specifically for (U,Pu)O , all operations shall be performed in glove boxes.
2
4.1 Equipment for measuring density
The same method shall be used before and after the re-sintering of pellets.
In 4.1.1 and 4.1.2, two different measurement methods are mentioned as examples. Other methods can
be used if they meet the customer uncertainty req
...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 15646
ISO/TC 85/SC 5 Secretariat: BSI
Voting begins on Voting terminates on

2012-11-15 2013-02-15
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION  •  МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ  •  ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION


Re-sintering test for UO , (U,Gd)O and (U,Pu)O pellets
2 2 2
Test de refrittage pour pastilles UO , (U,Gd)O et (U,Pu)O pastilles
2 2 2
ICS 27.120.30










To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.



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REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT
INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION.
©  International Organization for Standardization, 2012

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ISO/DIS 15646

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This ISO document is a Draft International Standard and is copyright-protected by ISO. Except as permitted
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Violators may be prosecuted.

ii © ISO 2012 – All rights reserved

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ISO/DIS 15646

Contents


1 Scope. 1

2 Brief description of procedure . 1

3 Incidents.……. 1

4 Equipment . 1

4.1 Equipment for measuring density.…. 1

4.1.1 Geometric measurement of density . 1
4.1.2 Measurement of density using buoyancy method . 1

4.2 Heat treatment furnace .………………. 2

5 Reagents. 2

5.1 Gas . 2
5.2 Degassed water. 2

6 Sampling. 2

7 Procedure .……. 3

7.1 Density measurements before heat treatment. 3
7.2 Heat treatment . 3
7.3 Density measurements after heat treatment. 4

8 Evaluation. 4

9 Precision of the procedure . 4

10 Test report .…. 4

Bibliography ……………………………………………………………………………………. 5
















iii © ISO 2012 – All rights reserved

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ISO/DIS 15646



Foreword



ISO (the International Organisation for Standardisation) is a world-wide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organisations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardisation.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.


Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for
voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the
subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.


International Standard ISO 15646 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Subcommittee SC 5.

















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ISO/DIS 15646

Re-sintering test for UO , (U,Gd)O and (U,Pu)O pellets
2 2 2


1 Scope

This standard describes a procedure for measuring the densification of UO , (U,Gd)O and (U,Pu)O
2 2 2
pellets, achieved by heat treatment under defined conditions.

The densification of fuel in power operation is an important design feature. Essentially, it is dependent on
structural parameters such as pore size, spatial pore distribution, grain size and, in the case of (U,Gd)O
2
and (U,Pu)O , oxide phase structure. A thermal re-sintering test can be used to predict dimensional
2
behaviour in the reactor because thermal densification is also dependent on these structural parameters,
albeit in a differing manner in terms of quantity.

2 Brief description of procedure

The density of nuclear fuel pellets is measured before the re-sintering test. Afterwards, the pellets are
subjected to heat treatment in a furnace under specified conditions with regard to temperature, time and
sintering atmosphere. After cooling, the density is re-measured.

The oxygen/metal molar ratio should remain constant during the re-sintering test. The difference between
the two density measurements shall be used to assess the thermal stability of the pellet lot.


3 Incidents

Minor chipping can occur during pellet handling. Densities of visibly chipped pellets must not be
measured using the geometric method, as the results will be inaccurate.

Densities of such chipped pellets can be measured using the buoyancy method.


4 Apparatus

Specifically for (U,Pu)O , all operations shall be performed in glove boxes.
2

4.1 Equipment for measuring density

The same method shall be used before and after resintering of pellet.
In the two following paragraph (§ 4.1.1 and 4.1.2), two different measurement methods are mentioned as
example. Other methods can be used if they meet the customer uncertainty requirement.

4.1.1 Geometric measurement of density

Dial test indicator or micrometer with precision of 1 µm in order to measure the diameter and the height.
Balance with precision 1 mg or better.


4.1.2 Measurement of density using buoyancy method

Reference ISO Standard 3369
1 © ISO 2012 – All rights reserve
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 15646
Première édition
2014-06-15
Test de refrittage pour pastilles UO ,
2
(U,Gd)O et (U,Pu)O
2 2
Re-sintering test for UO , (U,Gd)O and (U,Pu)O pellets
2 2 2
Numéro de référence
ISO 15646:2014(F)
©
ISO 2014

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ISO 15646:2014(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2014
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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ISO 15646:2014(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Brève description du mode opératoire . 1
3 Incidents. 1
4 Appareillage . 1
4.1 Équipement de mesurage de la densité . 1
4.2 Four de traitement thermique . 2
5 Réactifs . 2
6 Échantillonnage . 2
7 Mode opératoire. 3
7.1 Mesurages de densité avant traitement thermique . 3
7.2 Traitement thermique . 3
7.3 Mesurages de densité après traitement thermique . 3
8 Évaluation . 4
9 Fidélité du mode opératoire . 4
10 Rapport d’essai . 4
Annexe A (informative) Relation entre l’évolution de la masse des pastilles et l’évolution du
rapport O/M . 5
Bibliographie . 6
© ISO 2014 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 15646:2014(F)

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos – Informations
supplémentaires
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est le comité technique ISO/TC 85, Énergie
nucléaire, technologies nucléaires, et radioprotection, Sous-comité SC 5, Cycle du combustible nucléaire.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15646:2014(F)
Test de refrittage pour pastilles UO , (U,Gd)O et (U,Pu)O
2 2 2
1 Domaine d’application
La présente norme internationale décrit un mode opératoire de mesurage de la densification de pastilles
de UO , (U,Gd)O et (U,Pu)O par traitement thermique dans des conditions définies.
2 2 2
La densification du combustible en réacteur est une caractéristique de conception essentielle. Elle
dépend principalement de paramètres structuraux comme la taille des pores, la distribution des pores
dans l’espace, la taille des grains, et dans le cas des pastilles (U,Gd)O et (U,Pu)O , de la structure de
2 2
la phase d’oxyde. Il est possible d’avoir recours à un test de refrittage thermique afin de caractériser
le comportement dimensionnel des pastilles à haute température. Les résultats de ce test sont utilisés
par le concepteur de combustible afin de prévoir le comportement dimensionnel des pastilles dans le
réacteur car la densification thermique dans le réacteur dépend aussi de ces paramètres structuraux,
dans des proportions différentes.
Dans l’hypothèse de la prévision, il est nécessaire de traiter les résultats de cet essai selon des règles
de corrélation, car ils dépendent largement des conditions de refrittage (température du traitement
thermique, durée du traitement, teneur en gaz et pression partielle d’oxygène).
2 Brève description du mode opératoire
Procéder au mesurage de la densité des pastilles de combustible nucléaire avant le test de refrittage.
Ensuite, soumettre les pastilles à un traitement thermique dans un four dans des conditions spécifiées
de température, durée et atmosphère de frittage. Après le refroidissement, mesurer à nouveau la densité
de ces pastilles.
Il convient que le rapport molaire métal/oxygène reste constant au cours du test de refrittage. La
différence entre les deux mesures de densité doit être utilisée pour évaluer la stabilité thermique du lot
de pastilles.
3 Incidents
Il est possible qu’il se produise de légers éclats au cours de la manipulation des pastilles. La densité des
pastilles présentant des éclats visibles ne doit pas être mesurée à l’aide d’une méthode géométrique, cela
pouvant fausser les résultats.
La densité des pastilles présentant des éclats peut être mesurée à l’aide d’une méthode par immersion.
4 Appareillage
Pour les pastilles de (U,Pu)O en particulier, toutes les opérations doivent être effectuées en boîtes à
2
gants.
4.1 Équipement de mesurage de la densité
La même méthode doit être utilisée avant et après le refrittage des pastilles.
En 4.1.1 et 4.1.2, deux méthodes de mesure différentes sont mentionnées à titre d’exemples. D’autres
méthodes peuvent être utilisées si elles satisfont à l’exigence du client relative à l’incertitude.
© ISO 2014 – Tous droits réservés 1

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ISO 15646:2014(F)

4.1.1 Mesurage géométrique de la densité
Utiliser un comparateur à cadran ou un micromètre d’une précision de 1 μm
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 15646
ISO/TC 85/SC 5
Test de refrittage pour pastilles UO ,
2
Secrétariat: BSI
(U,Gd)O et (U,Pu)O pastilles
2 2
Début de vote:
2013-11-18
Re-sintering test for UO2, (U,Gd)O2 and (U,Pu)O2 pellets
Vote clos le:
2014-01-18
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 15646:2013(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
©
TION NATIONALE. ISO 2013

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 15646:2013(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2013
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tel. + 41 22 749 01 11
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés

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ISO/FDIS 15646:2013(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Brève description du mode opératoire . 1
3 Incidents. 1
4 Appareillage . 1
4.1 Équipement de mesurage de la densité . 1
4.2 Four de traitement thermique . 2
5 Réactifs . 2
6 Échantillonnage . 2
7 Mode opératoire. 3
7.1 Mesurages de densité avant traitement thermique . 3
7.2 Traitement thermique . 3
7.3 Mesurages de densité après traitement thermique . 3
8 Évaluation . 4
9 Fidélité du mode opératoire . 4
10 Rapport d’essai . 4
Annexe A (informative) Relation entre l’évolution de la masse des pastilles et l’évolution du
rapport O/M . 5
Bibliographie . 6
© ISO 2013 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 15646:2013(F)

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos – Informations
supplémentaires
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est le comité technique ISO/TC 85, Énergie
nucléaire, technologies nucléaires, et radioprotection, Sous-comité SC 5, Cycle du combustible nucléaire.
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés

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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 15646:2013(F)
Test de refrittage pour pastilles UO , (U,Gd)O et (U,Pu)O
2 2 2
pastilles
1 Domaine d’application
La présente norme internationale décrit un mode opératoire de mesurage de la densification de pastilles
de UO , (U,Gd)O et (U,Pu)O par traitement thermique dans des conditions définies.
2 2 2
La densification du combustible en réacteur est une caractéristique de conception essentielle. Elle
dépend principalement de paramètres structuraux comme la taille des pores, la distribution des pores
dans l’espace, la taille des grains, et dans le cas des pastilles (U,Gd)O et (U,Pu)O , de la structure de
2 2
la phase d’oxyde. Il est possible d’avoir recours à un test de refrittage thermique afin de caractériser
le comportement dimensionnel des pastilles à haute température. Les résultats de ce test sont utilisés
par le concepteur de combustible afin de prévoir le comportement dimensionnel des pastilles dans le
réacteur car la densification thermique dans le réacteur dépend aussi de ces paramètres structuraux,
dans des proportions différentes.
Dans l’hypothèse de la prévision, il est nécessaire de traiter les résultats de cet essai selon des règles
de corrélation, car ils dépendent largement des conditions de refrittage (température du traitement
thermique, durée du traitement, teneur en gaz et pression partielle d’oxygène).
2 Brève description du mode opératoire
Procéder au mesurage de la densité des pastilles de combustible nucléaire avant le test de refrittage.
Ensuite, soumettre les pastilles à un traitement thermique dans un four dans des conditions spécifiées
de température, durée et atmosphère de frittage. Après le refroidissement, mesurer à nouveau la densité
de ces pastilles.
Il convient que le rapport molaire métal/oxygène reste constant au cours du test de refrittage. La
différence entre les deux mesures de densité doit être utilisée pour évaluer la stabilité thermique du lot
de pastilles.
3 Incidents
Il est possible qu’il se produise de légers éclats au cours de la manipulation des pastilles. La densité des
pastilles présentant des éclats visibles ne doit pas être mesurée à l’aide d’une méthode géométrique, cela
pouvant fausser les résultats.
La densité des pastilles présentant des éclats peut être mesurée à l’aide d’une méthode par immersion.
4 Appareillage
Pour les pastilles de (U,Pu)O en particulier, toutes les opérations doivent être effectuées en boîtes à gants.
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4.1 Équipement de mesurage de la densité
La même méthode doit être utilisée avant et après le refrittage des pastilles.
En 4.1.1 et 4.1.2, deux méthodes de mesure différentes sont ment
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