Mécanismes d'electrodépôt d'actinides pour l'optimisation des cibles utilisées pour la détermination de données nucléaires

par Lu Jin

Projet de thèse en Aval du cycle nucléaire, radioprotection et radiochimie

Sous la direction de Claire Le naour et de Céline Cannes.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Particules, Hadrons, Énergie, Noyau, Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulation (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Institut de physique nucléaire d'orsay (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-03-2018 .


  • Résumé

    La détermination expérimentale de sections efficaces de fission induite par neutrons sur la ligne n-TOF du CERN nécessite de disposer de cibles d'actinides répondant à des critères précis : dépôts minces (~300 µg/cm²), étendus (disque de diamètre 8 cm) homogènes, uniformes, adhérents, substrat de Z léger et sous forme de feuille très fine (épaisseur inférieure à 2 µm avec Al). Si la technique d'électrodépôt (molecular plating) est utilisée depuis plus d'un demi-siècle, les mécanismes de nucléation restent inconnus à ce jour ; les conditions optimales de dépôt sont propres à chaque équipe et dépendent considérablement du système élément-solvant mis en jeu. Ce projet est axé sur l'électrodépôt de Ce et U à partir d'un solvant organique et d'un liquide ionique. Dans un premier temps, des études spectroscopiques et électroanalytiques seront conduites afin de déterminer les mécanismes d'électrodépôt et de nucléation de Ce(III,IV) et U(IV,VI) sur différents supports. Dans un deuxième temps, les dépôts issus de macroélectrolyses, avec et sans recuit, seront caractérisés (composition chimique, microstructure). L'impact du traitement thermique sur la morphologie et la composition du dépôt fera également l'objet de mesures.

  • Titre traduit

    Mechanisms of electrodeposition of actinides for optimization of targets used for the determination of nuclear data


  • Résumé

    The experimental determination of the neutron induced fission cross sections at the n-TOF CERN requires actinide targets that meet specific criteria: thin deposits (~ 300µg/cm²), large diameter (8 cm), uniform, adherent, light Z substrate and a thin backing (thickness less than 2 µm with Al). Although the technique of electrodeposition (molecular plating) has been used for over half a century, the mechanisms of nucleation remains unknown. The optimum conditions for the deposit depend strongly on the solvent-element system used. This project focuses on the electrodeposition of Ce and U from an organic solvent and an ionic liquid. First, electro-analytical and spectroscopic studies will be carried out in order to determine the electrodeposition mechanisms of nucleation Ce(III, IV) and U(IV,VI) on different media. Second, the macroelectrolyses deposition with and without annealing are characterized.(chemical composition,microstructure). The impact of heat treatment on the morphology and the composition of the deposit will also be the subject of measurements.