Incorporation du lithium et du sodium dans la zircone par implantation ionique et par voie chimique : approche spectroscopique

• Auteur / Autrice : ALEXANDRA BENDER
• Direction : MICHELE SAUVAGE SIMKIN
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le zircaloy est un alliage de zirconium utilise comme materiau de gainage dans les reacteurs a eau pressurisee. Le lithium du circuit primaire de refroidissement est connu pour accelerer la cinetique de corrosion et s'incorporer dans la couche d'oxyde formee. Il pourrait substituer une fraction du zirconium pour former une solution solide, ou modifier la structure cristallographique de la zircone. La presente etude a pour but de determiner la structure cristallographique et l'environnement local du dopant dans des zircones modeles dopees au lithium par implantation ionique et par voie chimique, puis de discuter leur interet dans le cadre de l'effet lithium. Le travail presente l'etude prealable d'oxydes simples et mixtes de sodium et de zirconium par xps et xas. Les energies de seuil et les energies de liaison xps obtenues sont discutees dans le cadre de la spectroscopie fondamentale. Les zircones dopees par implantation sont constituees d'agregats metalliques d'alcalins oxydes en surface. Un troisieme environnement local de type na 2zro 3 est decele, probablement du a la presence de sodium en solution solide dans la zircone. Un protocole experimental est mis en place permettant la synthese de zircone dopee aux alcalins par coprecipitation chimique. La lithine et la soude favorisent la stabilisation de la phase metastable de la zircone. Cette stabilisation ne proviendrait pas de la substitution du zirconium par le lithium, mais de l'effet de la lithine sur les premiers stades de formation de precipite. L'ensemble des similitudes existantes entre la zircone lithiee par coprecipitation et la zircone formee par oxydation du zircaloy en presence de lithine, devrait aider a comprendre l'effet lithium. Si l'utilisation du sodium comme simulant du lithium nous semble pertinente dans les echantillons obtenus a temperature ambiante, elle ne semble pas adaptee a l'etude de systemes recuits.