EFFETS D’IRRADIATION NEUTRONIQUE ET IONS LOURDS RAPIDES SUR LES PROPRIETES OPTIQUES ET DIMENSIONNELLES DU Y3Al5O12 ET DE LA ZIRCONE STABILISEE A L’YTTRIUM

Abstract

Effets d’irradiation neutronique et ions lourds rapides sur les propriétés optiques et dimensionnelles du Y3Al5O12 et de la zircone stabilisée à l’yttrium Notre travail a consisté à étudier, de point de vue fondamental, l’endommagement induit par irradiation aux ions lourds et aux neutrons dans le grenat d’yttrium Y3Al5O12 (YAG) et la zircone stabilisée, considérés comme candidats susceptibles d’être utilisés dans la fabrication de matrices inertes pour la transmutation des actinides et l’incinération des déchets nucléaires en réacteur. Des monocristaux de Y3Al5O12 ont été irradiés aux ions lourds rapides en France auprès de l’accélérateur GANIL de Caen dans la gamme de perte d’énergie électronique variant entre 6 et 31keV/nm. Des échantillons de la zircone stabilisée à l’yttrium, élaborés au laboratoire par la méthode de calcination réactive, ont été irradiés aux neutrons en Algérie dans le réacteur de recherche NUR de Draria. Les dommages induits dans ces matériaux sont analysés par la spectrométrie UVvisible, la luminescence, la diffraction X et la profilométrie de surface. Les résultats expérimentaux indiquent que les défauts ponctuels induits dans le Y3Al5O12 par irradiation aux ions lourds et aux neutrons sont des centres colorés de même nature et indiquent l’existence d’un seuil de création de défauts de 12 ± 3 keV/nm responsables de l’absorption à 380 nm. Le gonflement observé, dans ce matériau irradié aux ions lourds rapides, est attribué principalement à la création de traces amorphes de rayons variant entre 4 et 12 nm. La contribution des défauts ponctuels, induits par les ions lourds de perte d’énergie électronique (dE/dx)e > 15 keV/nm, au gonflement est insignifiante. L’analyse par diffraction X de la zircone stabilisée irradiée aux neutrons à de faibles fluences n’a révélé aucun effet sur la structure et la taille des grains et confirme ainsi la résistance de ce matériau aux neutrons du réacteur.