Thèse soutenue

Etude des effets d’irradiation dans les verres d’oxydes : rôles respectifs du dépôt d’énergie et des processus de relaxation

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Auteur / Autrice : Anamul Haq Mir
Direction : Serge Bouffard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Milieux denses, matériaux et composants
Date : Soutenance en 2015
Etablissement(s) : Caen
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale structures, informations, matière et matériaux (Caen ; 1992-2016)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche sur les ions, les matériaux et la photonique (Caen ; 2008-....)
Jury : Président / Présidente : Frederico Garrido
Examinateurs / Examinatrices : Serge Bouffard, Frederico Garrido, William J. Weber, Marcel Toulemonde, Christina Trautmann, Patrick Simon, Annelise Faivre
Rapporteurs / Rapporteuses : Frederico Garrido, William J. Weber

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le but de cette étude est de simuler par des irradiations externes le scénario complexe d’auto-irradiation dans un verre nucléaire. Des irradiations par des électrons et des ions utilisant des faisceaux d’ions simple ou double ont été réalisées sur des verres borosilicatés simples et complexes. L'irradiation aux électrons engendre un appauvrissement en ions alcalins dans les premiers microns en surface, qui conduit pour le verre simple de borosilicate de sodium à une ségrégation des unités boratés, caractéristique d’une séparation de phase. La réponse du volume du verre est différente de celle de la surface et montre une dépolymérisation du réseau vitreux d’ampleur variable selon la composition chimique. Les irradiations simple faisceau ont montré que des ions de pouvoir d’arrêt électronique supérieur à 3keVnm-1 (seuil de création de traces ioniques) simulent le dommage engendré par les noyaux de recul, alors que des d’ions de pouvoir d’arrêt nucléaire négligeable et de pouvoir d’arrêt électronique inférieur à ce seuil simulent le dommage provenant des particules alpha. Les irradiations double faisceaux ont montré que les particules alpha induisent un recuit partiel du dommage généré par les ions lourds. L’impact des flux respectifs des deux particules a été étudié. En utilisant un rapport de flux pertinent, les amplitudes des évolutions de propriétés des verres irradiés en scénario double faisceau sont en très bon accord avec les données de la littérature obtenues sur des verres dopés en actinides. Ainsi, cette étude montre l’importance et le besoin d’utiliser des scénarios d’irradiation multi-faisceaux pour comprendre les effets d’irradiation dans les verres nucléaires.