Etude du comportement thermique des gaz de fission dans l'UO₂ en présence de défauts d'irradiation
Auteur / Autrice : | Marie Gérardin |
Direction : | Marie-France Barthe |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 19/12/2018 |
Etablissement(s) : | Orléans |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Conditions extrêmes et matériaux : haute température et irradiation (Orléans ; 2008-...) - Laboratoire de simulation des combustibles (CEA Cadarache) |
Jury : | Président / Présidente : Thierry Wiss |
Examinateurs / Examinatrices : Marie-France Barthe, Thierry Wiss, Steve Donnelly, Filip Tuomisto, Éric Gilabert, Gaëlle Carlot | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Steve Donnelly, Filip Tuomisto |
Mots clés
Résumé
Lors de l’irradiation en réacteur, des gaz de fission tels que le xénon et le krypton sont produits. Ces gaz diffusent dans le combustible, mais peuvent également précipiter sous forme de bulles. En outre,les réactions de fission conduisent à la formation de défauts ponctuels (lacunes ou interstitiels) et sous forme d’amas (dislocations ou cavités). L’obtention de données expérimentales sur la migration des gaz de fission en présence de défauts est nécessaire afin d’améliorer la compréhension et la modélisation du comportement du combustible sous irradiation. La démarche mise en place dans ce travail a pour objectif d’étudier la diffusion thermique des gaz et de comprendre leur interaction avec les défauts d’irradiation. Elle repose sur la réalisation d’études à effets séparés couplant des irradiations/implantations aux ions à des techniques de caractérisation fines. La Spectroscopie d’Annihilation des Positons (SAP) complétée par la Microscopie Electronique en Transmission (MET)permet de caractériser les défauts (ponctuels et/ou sous forme d’amas) générés par l’irradiation et de suivre leur évolution en température. En parallèle, la modélisation des cinétiques de relâchement des gaz rares mesurées par désorption thermique couplée à la spectrométrie de masse, permet d’obtenir les coefficients de diffusion des gaz et de mettre en lumière les phénomènes de piégeage opérants. La synthèse de ces résultats expérimentaux nous amène à identifier les mécanismes de migration des gaz et à décrire leurs interactions avec les défauts d’irradiation.