Etude de l'evolution structurale des traces latentes de fission dans l'apatite au cours d'un recuit thermique. Mise en oeuvre d'une simulation de la revelation chimique

Study of the structural evolution of latent fission tracks in apatite during a thermal annealing. Development of a chemical etching simulation

• Auteur / Autrice : FABIAN VILLA
• Direction : Claude Dubois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Besançon

Résumé

Dans l'apatite, la fission spontanee de l'uranium 238 produit continuellement des traces latentes de fission par interactions ions lourds/matiere. Les zones de degats engendrees, thermiquement instables, disparaissent progressivement lors d'un recuit thermique. Theoriquement, l'histoire thermique d'un echantillon geologique peut donc etre reconstituee a partir de l'etat de recuit d'une population de traces de fission. En raison de leur faible densite volumique, il est necessaire de reveler les traces de fission spontanees par l'acide nitrique pour agrandir leur diametre et les rendre observables par microscopie optique. L'endommagement constitutif d'une trace latente est alors caracterise par sa longueur revelee. Toutefois, l'interpretation des donnees experimentales necessite un soutien theorique, sur l'evolution de l'endommagement dans les traces au cours d'un recuit thermique et sur la revelation chimique. Dans ce but, des apatites de durango, irradiees a fortes fluences aux ions #8#6kr puis recuites progressivement, ont ete conjointement etudiees par spectrometrie r. B. S. Canalisee et par revelation chimique. En traitant par une loi de poisson les rendements de retrodiffusion de la spectrometrie r. B. S. Canalisee, nous avons quantifie le rayon efficace d'amorphisation r#e, pour differents endroits du parcours des ions lourds et pour differents taux de recuit. Les experiences de revelation chimique ont permis d'associer aux valeurs de r#e differentes morphologies d'endommagement (amorphisation totale ou partielle, revelable ou non). Ainsi, nous avons mis en evidence pour la premiere fois une fragmentation des defauts par recuit thermique, similaire a celle liee au ralentissement des ions lourds. Par ailleurs, nous avons developpe une simulation de la revelation chimique des traces latentes, qui montre la necessite de prendre en compte la diffusion de l'acide, la cristallographie de l'apatite et l'evolution de l'endommagement.