Stabilité et évolution en température des cavités dans les matériaux isotropes irradiés

par Camille Jacquelin

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Maylise Nastar et de Estelle Meslin.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Physique en Île-de-France (Paris) , en partenariat avec CEA/DMN Département des matériaux pour le nucléaire/SRMP (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    L'irradiation des matériaux avec des particules de haute énergie comme les neutrons, les ions ou les électrons génère un grand nombre de défauts ponctuels (DP). Ces DP, mobiles, peuvent migrer et s'agglomérer sous forme d'amas pour former des objets bidimensionnels comme des boucles de dislocation ou tridimensionnels comme des cavités. Ils peuvent également être éliminés au niveau de puits de DP. Le système est alors le siège de flux de DP orientés en direction de ces puits. Ces flux sont à l'origine de phénomènes de précipitation ou de ségrégation induite par l'irradiation d'atomes de soluté. La présence de DP agglomérés et de flux de DP modifie la microstructure et peut détériorer les propriétés physiques et mécaniques des matériaux irradiés. En particulier, la formation de cavités de taille nanométrique dégrade les propriétés mécaniques des matériaux de structure des composants des réacteurs car elle génère du gonflement et peut éventuellement aboutir à de la fracturation. La plupart des études sur les cavités se sont concentrées sur leur taille ou leur taux de croissance en fonction de la dose mais très peu se sont intéressées à leur forme d'équilibre, leur cristallographie et leur comportement en température. Ces données sont pourtant primordiales si on souhaite valider les modèles à l'échelle atomique de formation de cavités et prédire leur évolution sous irradiation. Une étude sur la stabilité des cavités a été publiée récemment dans un matériau anisotrope de structure hexagonale compacte (Mg). Notre étude concerne des métaux purs isotropes (fer α et Al) et permettra d'obtenir des informations sur l'effet de l'anisotropie sur la formation des cavités. Les alliages à base d'Al sont envisagés pour les gaines du futur réacteur de recherche Jules Horowitz (RJH) tandis que les aciers à base de fer sont présents dans toutes les générations de réacteurs actuelles et futures. L'Al sera irradié avec des électrons dans le MET Tecnai de 200 keV du SRMP/CEA. Le fer sera étudié après irradiation avec des ions Fe de 2 MeV.

  • Titre traduit

    Stability and evolution in temperature of cavities in isotropes iradiated materials


  • Résumé

    Title : Equilibrium shape and thermic stability of nanometric cavities formed in alpha iron and in aluminum irradiated.