3D modelling of thermal and fluid transfers around a natural fission reactor (Oklo, Gabon) - Université de Lorraine Access content directly
Journal Articles Bulletin de la Société Géologique de France Year : 1998

3D modelling of thermal and fluid transfers around a natural fission reactor (Oklo, Gabon)

Modélisation 3D des transferts thermiques et fluides autour d'un réacteur naturel de fission (Oklo, Gabon)

Abstract

Numerical modelling is used to quantify heat and mass transfers around the Oklo site. A 3D model of a reactor, at decametric scale, built with the GOCAD software shows that the functioning of the reactor acts as a powerful but local thermal perturbation. This perturbation increases the temperature within a range of 50 to 250 degrees C, according to assumed heat production, with a spatial extent less than 50 m. The steady state regime is reached very rapidly, in less than 100 years. The heat dissipation is essentially conductive, the reactor inducing only weak fluid movements. A forced convection model has been also investigated, where fluids come from basin scale circulations. It shows that, in the range of the studied filtration velocities, temperatures are not significantly affected by these circulations. Nevertheless, they induce an asymmetry between upstream and downstream parts of the flow. Assuming low permeability, the high temperature increase could have caused local fluid overpressures, which could lead to the development of a radial hydraulic fracturation near the reactor, as has been observed around the reactor 10.
La modélisation numérique est utilisée pour quantifier les transferts de chaleur et de masse autour du site d'Oklo. Un modèle 3D d'un réacteur à l'échelle décamétrique, construit à partir du logiciel GOCAD montre que le réacteur en fonctionnement agit comme une perturbation thermique forte mais localisée. cette perturbation augmente les températures de 50 à 250 °C, selon la production de chaleur, avec une extension inférieure à 50 m. Le régime permanent est atteint rapidement, en moins de 100 ans. L'évacuation de la chaleur se fait majoritairement par conduction, le réacteur n'induisant que de faibles mouvements de fluide. Un modèle de convection forcée a été étudié, les fluides provenant de circulations à l'échelle du bassin. Il montre que dans la gamme de vitesses étudiée, les températures ne sont que faiblement affectées par les fluides. Il induit par contre une certaine dissymétrie entre les parties amont et aval de l'écoulement. Dans le cas d'une faible perméabilité, la forte augmentation de la température peut créer localement des surpressions fluides qui conduisent au développement d'une fracturation hydraulique au voisinage du réacteur, tel que cela a été observé autour de la zone 10 d'Oklo.
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Dates and versions

hal-04053551 , version 1 (31-03-2023)

Identifiers

  • HAL Id : hal-04053551 , version 1

Cite

Benoit Gérard, Jean-Jacques Royer, Christian Le Carlier de Veslud, Maurice Pagel. 3D modelling of thermal and fluid transfers around a natural fission reactor (Oklo, Gabon). Bulletin de la Société Géologique de France, 1998, 169 (3), pp.459-466. ⟨hal-04053551⟩
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