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Dissertations / Theses on the topic 'Propriétés nucléaires'
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Baiocco, Giorgio. "Vers une reconstruction des propriétés thermiques des noyaux légers par le biais de réactions de fusion-évaporation." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2003.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse se situe dans le cadre d'une campagne expérimentale, proposée par la collaboration NUCL-EX (INFN, 3ème Groupe), dont le but est de progresser dans la compréhension des propriétés statistiques des noyaux légers, à des énergies d'excitation au-dessus du seuil d'émission des particules, par le biais de la mesure de données exclusives pour des réactions de fusion-évaporation. Les objectives de ce travail sont la détermination de la densité des niveaux dans la région de masse A~20, la compréhension du comportement statistique des noyaux légers avec des énergies d'excitation ~ 3A. MeV, et la mise en évidence des effets liés à la présence d'une structure cluster pour certains niveaux nucléaires. En ce qui concerne la partie théorique de cette thèse, nous avons développé un code Monte-Carlo Hauser-Feshbach, pour l'évaporation du noyau composé. La partie expérimentale à consisté dans la participation à l’experience12C(@95 MeV)+12C, mesurée aux Laboratori Nazionali di Legnaro - INFN avec le set-up GARFIELD+Ring Counter(RCo), de la phase de la proposition à la mesure, l'étalonnage des détecteurs et l'analyse des données. Dans ce travail de thèse, plusieurs résultats de l'analyse sont présentés, ainsi qu'une étude théorique du système avec le nouveau code de décroissance. Suite à ce travail, nous pouvons donner des contraintes à la densité des niveaux à haute énergie d'excitation pour les noyaux légers, du C jusqu'au Mg. Des émissions hors équilibre sont mises en évidence, et interprétées comme des effets liés à la structure en cluster des noyaux dans la voie d'entrée de la réaction, ainsi que du système chaud issu de la fusion, avant que la thermalisation soit achevéeThis thesis work has been developed in the framework of a new experimental campaign, proposed by the NUCL-EX Collaboration (INFN III Group), in order to progress in the understanding of the statistical properties of light nuclei, at excitation energies above particle emission threshold, by measuring exclusive data from fusion-evaporation reactions. The determination of the nuclear level density in the A~20 region, the understanding of the statistical behavior of light nuclei with excitation energies ~3 A. MeV, and the measurement of observables linked to the presence of cluster structures of nuclear excited levels are the main physics goals of this work. On the theory side, the contribution to this project given by this work lies in the development of a dedicated Monte-Carlo Hauser-Feshbach code for the evaporation of the compound nucleus. The experimental part of this thesis has consisted in the participation to the measurement 12C+12C at 95 MeV beam energy, at Laboratori Nazionali di Legnaro - INFN, using the GARFIELD+Ring Counter(RCo) set-up, from the beam-time request to the data taking, data reduction, detector calibrations and data analysis. Different results of the data analysis are presented in this thesis, together with a theoretical study of the system, performed with the new statistical decay code. As a result of this work, constraints on the nuclear level density at high excitation energy for light systems ranging from C up to Mg are given. Moreover,pre-equilibrium effects, tentatively interpreted as alpha-clustering effects, are put in evidence, both in the entrance channel of the reaction and in the dissipative dynamics on the path towards thermalisation
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Chen, Anne-Sophie. "Propriétés magnétiques nucléaires de l'3He superfluide à ultra-basse température." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10095.
Full textAbstract:
Dans cette these nous presentons des mesures effectuees sur l'3he-b superfluide par resonance magnetique nucleaire a des temperatures de l'ordre de 0. 2 mk. La richesse des proprietes observees est liee a la symetrie du parametre d'ordre qui peut etre decrit par une matrice de rotation entre le spin et le moment orbital des paires de cooper. Les etudes prealables avaient ete effectuees sur une gamme de temperature dans laquelle la dynamique du moment orbital est amortie par les interactions avec les quasi-particules. Nous presentons dans ce manuscrit l'etude de nouvelles proprietes de l'3he dans la limite des ultra-basses temperatures. Les resultats obtenus suggerent que dans ce nouveau domaine de temperature le mouvement du moment orbital est possible, et de ce fait la dynamique des spins nucleaires presente une extraordinaire richesse. Nous avons etudie la precession homogene de domaines macroscopiques quantiques. L'aimantation de cet etat excite de l'3he superfluide devient instable en-dessous d'une temperature caracteristique nommee t c a t (temperature de relaxation catastrophique). Nous avons montre que le processus de relaxation dominant a cette temperature est associe a la dynamique du moment orbital. Pour des temperatures inferieures, nous avons etudie les excitations magnetiques de type ondes de spins. Nous observons pour la premiere fois un comportement non-lineaire que nous attribuons a une deformation spatiale dynamique du parametre d'ordre. La derniere partie de notre etude a porte sur l'influence des impuretes sur le parametre d'ordre du superfluide, qui peut etre observee en confinant le superfluide dans un materiau de forte porosite, l'aerogel. Nos mesures de rmn continue, effectuees dans une large gamme de temperature et de pression, nous ont permis de completer le diagramme de phases de l'3he dans ce regime ou le libre parcours moyen est determine par les impuretes.
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Porez, Geoffrey. "Nouvelles propriétés hépatiques des récepteurs nucléaires FXR et Rev-Erb Alpha." Thesis, Lille 2, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL2S015/document.
Full textAbstract:
Les orosomucoïdes, membres de la superfamille des lipocalines, sont parmi les protéinesplasmatiques les plus abondantes. Ce sont des protéines de la phase aiguë de l’inflammationsecrétées par les hépatocytes en réponse à un stress (inflammation, cancer, cirrhose…), etutilisées couramment en clinique comme marqueur d’un état pathologique. Elles vont lorsd’un état inflammatoire inhiber la prolifération des neutrophiles et des lymphocytes. J’ai pumontrer que le récepteur nucléaire FXR, impliqué dans de nombreuses voies métaboliques etplus récemment comme ayant un rôle anti-inflammatoire dans le foie, régule l’expression desorosomucoïdes exclusivement au niveau hépatique chez la souris. Cela suggère que larégulation de certains processus inflammatoire par FXR pourrait être expliqué par larégulation transcriptionelle des orosomucoïdes.Le second sujet met en évidence une relation entre le récepteur nucléaire Rev-Erba et la OGlcNAcylationau niveau hépatique. La O-GlcNAcylation est une modification posttraductionnelledes protéines qui permet l’ajout d’un groupement O-GlcNAc. De nombreusesprotéines impliquées dans de multiples processus biologiques comme la régulation du cyclecellulaire, du rythme circadien, ou encore dans de nombreuses voies métaboliques, vont êtreO-GlcNAcylées. La dérégulation de la O-GlcNAcylation est également impliquée dans denombreuses pathologies telles que le diabète, le cancer ou encore la maladie d’Alzheimer. Lerythme circadien est un important régulateur du métabolisme. De plus en plus d’indicesindiquent que la O-GlcNAcylation est un intermédiaire essentiel dans la régulationcircadienne du métabolisme. Des modulations circadiennes de la O-GlcNAcylation deBMAL1, CLOCK et PER ont été mises en évidence. Ce lien entre la O-GlcNAcylation et lerythme circadien nous a poussé à essayer d’identifier le rôle potentiel de Rev-Erba, récepteurnucléaire impliqué dans le contrôle de la ryhtmicité circadienne, dans la régulation de la OGlcNAcylation.Nous avons pu montrer par ces travaux que Rev-Erba est un régulateurimportant de la O-GlcNAcylation. La déficience en Rev-Erba induisant une baisse importantede la O-GlcNAcylation. Rev-Erba ne régule pas le niveau de transcription des enzymesimpliquées dans la O-GlcNAcylation mais est capable d’intéragir avec l’OGT (enzymeresponsable de la O-GlcNAcylation) et d’inhiber sa dégradation par le protéasome. Par cemécanisme de stabilisation de l’enzyme OGT, Rev-Erba se révèle être un régulateurimportant de la O-GlcNAcylationOrosomucoïdes, members of the superfamily of lipocalines, are among proteins plasmatiques the most plentiful. They are proteins of the acute(sharp) phase of the inflammation secreted by hépatocytes in answer to a stress (inflammation, cancer, cirrhosis), and usually used in private hospital as marker(scorer) of a pathological state. They go during an inflammatory state to inhibit the proliferation of neutrophiles and lymphocytes. I was able to show that the nuclear receiver FXR, implied(involved) in numerous metabolic ways and more recently as having an anti-inflammatory role in the liver, regulates the expression of orosomucoïdes exclusively at the hepatic level to the mouse. (...]
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Chabab, Mohamed. "Propriétés des baryons lourds en chromodynamique quantique par la méthode des règles de sommes spectrales." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20243.
Full textAbstract:
Les proprietes (les masses et les constantes de couplage) des baryons porteurs d'un seul ou de deux quarks lourds (c, b) sont etudiees en chromodynamique quantique par la methode des regles de sommes spectrales a la shifman-vainshtein-zakharov. Les predictions de cette etude sont confrontees a celles des modeles de potentiels, qui sont basees sur certaines relations de convexite et sur la regle empirique appelee: regle 1/2. On explore egalement l'approximation ou la masse du quark lourd est infini (m#q, q represente le champ du charme ou de la beaute). Ce qui nous permettra d'examiner la validite des regles de sommes pour les baryons au sein de la theorie effective du quark lourd
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Nuss, Eric. "Etude des propriétés des bosons vectoriels auprès des supercollisionneurs hadroniques." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20223.
Full textAbstract:
Le modele standard (ms) est sense decrire les particules elementaires et leurs interactions. Bien que parfaitement confirme experimentalement, il existe de nombreuses raisons de penser que ce modele n'est pas l'ultime description de la nature. La mise en oeuvre du supercollisionneur hadronique lhc, prevue a l'aube des annees 2000, va permettre de tester le ms dans le secteur des auto-interactions entre bosons de jauge. Ce secteur est actuellement peu contraint, mais les premiers tests directs sont maintenant possibles dans le collisionneur e#+e#- a lep2. Dans cette these nous rappelons, dans un premier temps, en quoi l'etude de ce secteur est crucial pour la recherche de physique au dela du ms. Dans un deuxieme temps, nous montrons en quoi les tests de ces couplages dans les futurs collisionneurs hadroniques sont complementaires des tests aux collisionneurs e#+e#-. Nous calculons analytiquement les amplitudes d'helicite et les sections efficaces de tous les processus de production de paires de boson, w#+w#-, w#z, w#, zz, z et par l'annihilation quark-antiquark. Les resultats sont donnes en utilisant le formalisme le plus general possible des theories effectives appliquees aux couplages trilineaires. Nous analysons ensuite la capacite du lhc a contraindre les deviations au ms dans ce secteur en developpant une technique d'analyse basee sur la methode du maximum de vraisemblance appliquee a diverses observables hadroniques, comme la distribution en masse invariante et en impulsion transverse. On en deduit les limites d'observabilite des couplages anormaux au lhc. Enfin, considerant le cas des couplages quadrilineaires, nous comparons l'influence des contributions, standards et non standards, de la fusion de bosons en regard de l'annihilation de quarks dans les processus de production de paires de bosons.
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Matar, Briman Ibrahim. "Etude des propriétés des solutions confinées : application aux gels des verres nucléaires." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066426.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'étude du comportement des solutions en milieux confinés. Il consiste à étudier les propriétés thermodynamiques, la structure et la dynamique de l'eau confinée dans des gels modèles et dans un gel d'altération de verres simple. La première étape de ce travail a consisté à déterminer la structure et la dynamique de l'eau pure dans des gels modèles élaborés à base de silice mésoporeuse. La deuxième étape a consisté à étudier la dynamique de l'eau dans le lixiviat confiné dans les gels modèles et dans le gel d'altération d'un verre simple par diffusion des neutrons. En effet, lorsque la taille des pores diminue, la fraction d'eau libre confinée au centre des pores décroit. Dans le cas où le gel modèle possède une surface de type Zr-OH et Al-OH et une taille de pore inférieure à 2. 3 nm, il apparait que l'eau est fortement liée à la surface et qu'une très faible fraction de protons reste mobile. Ceci s'explique principalement par les propriétés de Zr-OH et Al-OH qui forment des liaisons chimiques de coordination avec l'eau. L'étude de la dynamique de l'eau dans un gel d'altération a aussi confirmé ces résultats. En effet, le même comportement que l'eau dans un gel modèle ayant une surface de type Al-OH a été observé dans un gel d'altération de verre simple. Ces résultats montrent une plus faible mobilité de l'eau dans les pores d'un gel de verre simple que l'eau libre, probablement dû à la fois aux tailles de pores mais surtout à la présence d'aluminium dans le gel
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Coc, A. "Etude par spectroscopie atomique de propriétés nucléaires d'isotopes de francium et de césium." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1986. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00958095.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude d'isotopes de cesium (118,146Cs) et de francium (207-213Fr et 220-228Fr) par spectroscopie atomique hyperfine et sur l'interprétation de ces résultats du point de vue nucléaire. Les grandeurs nucléaires mesurées sont : le spin, le moment magnétique, le moment quadrupolaire électrique et le rayon carré moyen de charge. La technique employée, basée sur le pompage optique hyperfin à l'aide d'un laser accordable, puis la sélection magnétique des atomes est décrite dans la première partie. Les résultats de ces mesures atomiques y sont également présentés. Dans la seconde partie, ces résultats sont interprétés dans le cadre de modèles nucléaires. Les déformations des isomères des césiums légers sont comparées aux valeurs obtenues par un calcul théorique auto-consistant. Les isotopes de francium lourds se trouvent dans une région où est prédite l'existence de déformations octupolaires statiques. L'effet pair-impair mesuré sur le rayon carré moyen est anormal dans cette région. Mais les résultats expérimentaux ne permettent pas de conclure définitivement quant à la nature de ces déformations.
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Piovesan, Victor. "Relations composition – structure – propriétés des verres peralumineux pour le conditionnement des déchets nucléaires." Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2064/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la recherche sur le conditionnement des déchets nucléaires issus des combustibles usés, de nouvelles formulations vitreuses sont à l’étude. Ces nouvelles matrices doivent être capables d’incorporer une importante teneur en produits de fission et actinides mineurs (PFA) tout en présentant d’excellentes propriétés en termes d’homogénéité, stabilité thermique, comportement à long terme et faisabilité technologique. Cette étude s’intéresse aux verres dits « peralumineux », c’est-à-dire à des verres présentant un excès d’ions aluminium vis-à-vis des ions compensateurs de charges (Na⁺, Li⁺ et Ca²⁺). Une approche par plan d’expériences a été réalisée afin de déterminer les relations entre la composition de systèmes peralumineux simplifiés à sept oxydes (SiO2 – B2O3 – Al2O3 – Na2O – Li2O – CaO – La2O3) et leurs propriétés physico-chimiques : viscosité, température de transition vitreuse et microstructure. Une étude structurale réalisée par spectroscopie RMN a également permis de mieux définir les rôles structuraux de Na⁺, Li⁺ et Ca²⁺ au sein des verres peralumineux ainsi que l’organisation structurale de ces matrices. Par la suite, des verres peralumineux complexes ont été élaborés et caractérisés afin d’une part, de valider la transposition des résultats entre verres simplifiés et verres complexes et d’autre part, de souligner la potentialité des verres peralumineux comme matrice de conditionnementPart of the Research and Development program concerning high level nuclear waste conditioning aims to assess new glass formulations able to incorporate a high waste content with enhanced properties in terms of homogeneity, thermal stability, long term behavior and process ability. This study focuses on peraluminous glasses, defined by an excess of aluminum ions Al³⁺ in comparison with modifier elements such as Na⁺, Li⁺ or Ca²⁺. A Design of Experiment approach has been employed to determine relationships between composition of simplified peraluminous glasses (SiO2 – B2O3 – Al2O3 – Na2O – Li2O – CaO – La2O3) and their physical properties such as viscosity, glass transition temperature and glass homogeneity. Moreover, some structural investigation (NMR) was performed in order to better understand the structural role of Na⁺, Li⁺ and Ca²⁺ and the structural organization of peraluminous glasses. Then, physical and chemical properties of fully simulated peraluminous glasses were characterized to evaluate transposition between simplified and fully simulated glasses and also to put forward the potential of peraluminous glasses for nuclear waste containment
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Coc, Alain. "Étude par spectroscopie atomique de propriétés nucléaires d'isotopes de francium et de césium." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112096.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l’étude d’isotopes de césium (118,146Cs) et de francium (207-213Fr et 220-228Fr) par spectroscopie atomique hyperfine et sur l’interprétation de ces résultats du point de vue nucléaire. Les grandeurs nucléaires mesurées sont : le spin, le moment magnétique, le moment quadrupolaire électrique et le rayon carré moyen de charge. La technique employée, basée sur le pompage optique hyperfin à l'aide d'un laser accordable, puis la sélection magnétique des atomes est décrite dans la première partie. Les résultats de ces mesures atomiques y sont également présentés. Dans la seconde partie, ces résultats sont interprétés dans le cadre de modèles nucléaires. Les déformations des isomères des césiums légers sont comparées aux valeurs obtenues par un calcul théorique auto-consistant. Les isotopes de francium lourds se trouvent dans une région où est prédite l'existence de déformations octupolaires statiques. L'effet pair-impair mesuré sur le rayon carré moyen est anormal dans cette région. Mais les résultats expérimentaux ne permettent pas de conclure définitivement quant à la nature de ces déformationsThis work is based on the study of cesium (118,146Cs) and francium (207-213Fr et 220-228Fr) isotopes by hyperfine atomic spectroscopy and on the interpretation of these results from the nuclear physics point of view. The measured nuclear quantities are: the spin, the magnetic moment, the electric quadrupole moment and the mean square charge radius. The experimental method which is based on hyperfine optical pumping with a tunable laser, followed by magnetic analysis of the atoms is described in the first part. Results related to atomic physics are also presented. In the second part, these data are interpreted in the framework of nuclear models. The deformation of light cesium isomers are compared to values obtained from a theoretical self-consistent calculation. Heavy francium isotopes are situated in an area where the existence of static octupole deformations have been predicted. The odd-even staggering measured on the mean square radius is abnormal in this region. However, on the basis of experimental data, no definitive conclusion can be drawn regarding the nature of these deformations
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Brunel, Alan. "Propriétés thermodynamiques et thermophysiques des liquides à haute température : applications aux combustibles nucléaires." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS426.
Full textAbstract:
Lors d’un accident grave impliquant la fusion du cœur d’un réacteur nucléaire à eau pressurisée, le combustible nucléaire va réagir avec la gaine en zircalloy qui l’enrobe et les matériaux de structure présents dans le cœur pour former un magma à haute température appelé corium. Suivant sa composition et sa température, le corium peut se stratifier dû à la présence d’un liquide métallique et d’un liquide oxyde non-miscibles. Selon la configuration de cette stratification, une concentration du flux de chaleur peut avoir lieu sur la paroi de la cuve, menaçant son intégrité et risquant un écoulement du corium hors de celle-ci. L’objectif de cette thèse est d’obtenir des données thermodynamiques et thermophysiques sur un corium prototypique, le système U-Zr-Fe-O. Les données thermodynamiques recueillies dans cette thèse sont liées à la définition de la lacune de miscibilité liquide et à la composition des liquides dans le système U-Zr-Fe-O et de ses sous-systèmes, en fonction de la composition et de la température. Des compositions d’intérêt sont sélectionnées suite à des calculs thermodynamiques réalisés par la méthode CALPHAD grâce à la base de données TAF-ID V13. Les échantillons relatifs à ces compositions ont subi des traitements thermiques et des analyses post-opératoires afin de mesurer les compositions des liquides et de les comparer aux calculs thermodynamiques. Une lacune de miscibilité liquide riche en fer et une autre riche en zirconium ont été mises en évidence dans le système Fe-Zr-O. Alors que les données obtenues sur la première lacune à 1990 °C et 2614 °C montrent un bon accord entre le calcul et l’expérience, les mesures sur la lacune riche en zirconium à 2420 °C et 2650 °C indiquent que le modèle sous-estime la quantité de zirconium dans le liquide métallique et, à l’inverse, la surestime dans le liquide oxyde. Les études réalisées sur le système UO2-Zr-Fe à 2423 °C montrent que la présence de la lacune de miscibilité liquide et la composition des liquides dépendent grandement de la quantité de fer dans le système, du rapport U/Zr et du degré d’oxydation du corium. De plus, le modèle tend à sous-estimer la fraction molaire de zirconium dans le liquide métallique au profit du fer, et à la surestimer dans le liquide oxyde. Enfin, le modèle sous-estime grandement la solubilité de l’oxygène dans le liquide métallique. L’obtention de données thermophysiques a pu être réalisée grâce à l’amélioration du banc expérimental ATTILHA, rendant possible l’étude de liquides sensibles à l’oxygène ou radioactifs à hautes températures via un chauffage laser. Ce banc a permis de mesurer des valeurs expérimentales de température de liquidus et de transition eutectique sur le système Zr-O dans le domaine riche en oxygène. De plus, le développement de la lévitation aérodynamique sur ce banc permit l’étude de la masse volumique de liquides Zr-Fe2O3 et Zr-UO2 entre 1884 °C et 2268 °C pour différentes fractions molaires de zirconium. Les résultats de masse volumique des liquides Zr-Fe2O3 ont permis d’affiner des mesures de tension de surface réalisées sur le banc VITI-MBP au CEA Cadarache. Ces mesures confirmèrent les propriétés surfactantes de l’oxygène sur ces liquides. Les données expérimentales recueillies durant cette thèse pourront servir à alimenter les codes de calcul afin de mieux prédire le comportement du corium et le déroulement des accidents gravesDuring a severe accident involving the meltdown of the core of a pressurized water nuclear reactor, the nuclear fuel will react with the zircalloy cladding around it and the structural materials of the core to make a high temperature magma called corium. Depending on its composition and its temperature, the corium can stratify because of two non-miscible metallic and oxidic liquids. For some stratification configurations, the heat flow can focus on the vessel’s wall, threatening its integrity with a corium flowing outside of it. The aim of this thesis is to collect thermodynamic and thermophysic data on a prototypical corium, the U-Zr-Fe-O system. The thermodynamic data collected in this thesis are related to the definition of the liquid miscibility gap and the compositions of the liquids in the U-Zr-Fe-O system and its sub-systems, depending on the composition and the temperature. Compositions of interest were selected after performing thermodynamic calculation by the CALPHAD method with the TAF-ID V13 database. The corresponding samples underwent heat treatments and post-treatment analyses to measure the compositions of the liquids and to compare them to thermodynamic calculations. An iron rich liquid miscibility gap and a zirconium rich one were highlighted in the Fe-Zr-O system. Although calculations were in agreement with data from the first miscibility gap at 1990 °C, measurements in the zirconium rich miscibility gap at 2420 °C and 2650 °C reveal an underestimation of the zirconium quantity in the metallic liquid and its overestimation in the oxidic liquid by the model. Studies on the UO2-Zr-Fe system at 2423 °C show that the liquid miscibility gap definition and the compositions of the liquids depend on the quantity of iron in the system, the U/Zr ratio and corium oxidation degree. Furthermore, the zirconium molar fraction is underestimated by the model in the metallic liquid to the benefit of iron, and is overestimated in the oxidic liquid. Finally, the oxygen solubility in the metallic liquid is underestimated by the model. Thermophysic data were collected thanks to the improvement of the ATTILHA experimental setup, allowing the study of oxygen sensitive or radioactive liquids at high temperature by using a laser heating. Experimental values on liquidus and eutectic transformation temperatures of the oxygen-rich domain of the Zr-O system were acquired with this setup. Furthermore, the development of the aerodynamic levitation allows us the investigation liquids’densities for the Zr-Fe2O3 and the Zr-UO2 systems between 1884 °C and 2268 °C for different zirconium molar fractions. Densities of liquids from the Zr-Fe2O3 system were used to refine surface tension values acquired on the VITI-MBP setup at CEA Cadarache. These values confirmed the surfacting properties of the oxygen on these liquids. The experimental data collected during this thesis will be used to feed the databases and to improve the forecast of the corium’s behavior during a severe accident
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Duchesne, Annie. "Étude du comportement mécanique d'un combustible granulaire soumis à des sollicitations d'origine thermique dans un propulseur thermo-nucléaire spatial." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/1998ECAP0611.
Full textAbstract:
Le cadre de cette thèse est un projet de réacteur nucléaire spatial dans lequel le fluide propulsif circule à travers un lit de billes fissiles au contact direct desquelles il s’échauffe. L’objectif de ce mémoire est de proposer un modèle pour évaluer le comportement mécanique du combustible granulaire dans son environnement, soumis à des sollicitations d’origine thermique lors du fonctionnement du réacteur. Ce modèle doit intégrer les caractéristiques des billes et être modifiable à mesure que la connaissance du système sera plus précise. Des relations théoriques, issues de raisonnements d’homogénéisation, sont d’abord présentées : elles permettent d’approcher les modules élastiques du lit de billes à partir des caractéristiques des billes et la densité du lit. Le comportement plastique est identifié grâce aux résultats disponibles en mécanique des sols. L’unicité du comportement en sollicitations d’origine thermique (dilatation) ou mécanique étant établie, un cadre purement mécanique est choisi pour l’étude expérimentale. Cette étude expérimentale consiste à appliquer les techniques de caractérisation des sols (essais triaxial et œdométriques) à quatre types de matériaux granulaires à grains arrondis. Elle permet de juger de la validité des relations théoriques. Le frottement entre ces matériaux et des parois de rugosités différentes est étudié. Les observations expérimentales conduisent au choix de modèles de comportement adaptés au lit de billes combustibles et à ses interfaces avec les autres éléments du réacteur. Les paramètres de ces modèles sont liés aux caractéristiques des billes et des parois : leur valeur est validée par le calage des résultats de calculs effectués au moyen d’un code de calculs par éléments finis, sur les résultats expérimentaux
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Labouze, Xavier. "Etude par résonances nucléaires des propriétés magnétiques des cuprates supraconducteurs dans leurs phases isolantes." Grenoble 1, 1994. http://www.theses.fr/1994GRE10042.
Full textAbstract:
Cette these porte sur l'etude des proprietes magnetiques des cuprates supraconducteurs dans leurs phases isolantes. Les techniques experimentales utilisees sont la resonance nucleaire, magnetique (rmn) et quadrupolaire (rqn). La premiere partie presente une revue des proprietes essentielles des cuprates supraconducteurs. La deuxieme explique particulierement comment utiliser la rqn. L'etude des composes au plomb type ybco (partie iii) montre que le magnetisme des cuprates doit etre quasi-2d quasi-heisenberg. La partie iv traite des composes ybco substitues au calcium. L'etude statique par mesures de largeurs de raie rqn a permis de determiner les temperatures de transition des composes intermediaires. Un modele de l'influence des porteurs de charges a ete construit. Une etude dynamique par mesures du temps de relaxation spin/reseau a aussi ete menee. On compare ces resultats avec ceux des composes monoplans lsco
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Laux, Didier. "Caractérisation mécanique de combustibles nucléaires à fort taux de combustion par méthodes micro-acoustiques." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20047.
Full text
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Giguère, Alain. "Les récepteurs nucléaires synaptosomaux des hormones thyroïdiennes chez l'embryon de poulet propriétés ontogenèse et mécanisme d'action." Thèse, Université de Sherbrooke, 1997. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4122.
Full textAbstract:
Nous avons cherché à déterminer si la fonction des récepteurs des hormones thyroïdiennes (RT) est dépendante de l'expression de leur gène. Nous avons donc comparé le profit des ARNm des c-erbA de type [alpha] et [bêta], la liaison de la T3 ainsi que l'expression de certains RT dans les organes cibles chez l'embryon de poulet. Avec des sondes c-erbA[alpha] et [bêta] nous avons révélé la présence des transcrits suivants: c-erbA[alpha]1 (RT[alpha]1: 4.5 kb), c-erbA[alpha]2 (RT[alpha]2: 1.9 kb) c-erbA[bêta]0 (RT[bêta]0: 9.3 kb) dans le foie, le cerveau et les poumons chez des embryons de 9 à 19 jours d'incubation. À l'aide d'anticorps anti-RT[alpha] et [bêta] nous avons démontré l'expression de trois protéines: RT[alpha]1 (45 kDa), RT[bêta]1 (69 kDa) et RT[alpha]2 (80 kDa) dans le cerveau. Nous avons vérifié par marquage à la bromoacetyl-T3 (BrAcT3) que les protéines révélées par les anticorps anti-RT[alpha]1 et anti-RT[bêta]1 sont capables de lier les hormones thyroïdiennes. Afin d'approfondir la compréhension du mécanisme d'action des hormones thyroïdiennes dans le développement du cerveau, nous avons cherché la présence d'un site de liaison spécifique pour la 3,5,3'-L-triiodothyronine (T3) dans les synaptosomes d'embryons de poulet. L'analyse des résultats de liaison par la technique de Scatchard sur une préparation synaptosomale d'embryons de 17 jours démontre deux sites de liaison. Le premier site (N1) possède une forte affinité (Kd: 68 « 1.3 nM T3) et une faible capacité de liaison (Bmax: 8.63 « 1.59 ng T3/mg de protéine) tandis que le deuxième site (N2) possède une faible affinité (Kd: 5.04 « 0.5 [mu]M T3) et une grande capacité (Bmax: 405 « 49 ng T3/mg de protéine). L'affinité relative pour les analogues des hormones thyroïdiennes est la suivante: T3>T4>D-T3 (3,5,3'-D-triiodothyronine) = TRIAC>rT3 (3',5',3-L-triiodothyronine). Pour comprendre comment cette hormone exerce son action au niveau synaptosomal, nous avons fait une série d'expériences afin de démontrer que le récepteur synaptosomal est couplé aux protéines G. La guanosine 5'-[gamma]-thio-triphosphate (GTP[gamma]S; 100 [mu]M) diminue la capacité de liaison du site de haute affinité de 8.9 « 1.4 à 3.4 « 1.3 ng T3/mg de protéine. En diminuant l'activité de cette protéine, les hormones thyroïdiennes régularisent la formation de seconds messagers et interviennent dans la régulation de la prolifération et de la différenciation neuronale induite par d'autres facteurs. Donc, les hormones thyroïdiennes peuvent agir sur la maturation du cerveau en modulant l'activité de la protéine G[alpha][indice inférieur 0] via le récepteur synaptosomal."--Résumé abrégé par UMI
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Zein, Samir. "Études théoriques des composés à transition de spin mono- et bi- nucléaires." Lyon 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LYO10174.
Full textAbstract:
Ce travail présente l'étude théorique des propriétés magnétiques de composés à transition de spin du fer(II) en fonction de la nucléarité des complexes et de la nature des ligands environnants. La corrélation entre la position des noyaux et les propriétés magnétiques des composés mononucléaires a été faite sur la base des calculs DFT du gap énergétique entre les différents états de spin. Ces études ont permis de tirer des nouvelles conclusions qualitatives quant au rôle du phénomène d'ordre-désordre dans les composés à transition de spin. Certaines paramètres thermodynamiques ont pu être évalué à travers les calculs des fréquences vibrationnelles. L'étude de systèmes binucléaires présentant un couplage magnétique intramoléculaire a permis l'interprétation des différents comportements magnétiques de ces systèmes (pas de transition, transition en une seule étape ou deux étapes). L'application de l'approche DFT/broken symmetry a permit la quantification des constantes d'échange, difficile d'accès aux mesures magnétochimiques traditionnelles
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Chalopin, Elie. "Caractérisation des propriétés radiatives d'un milieu poreux par la méthode RDFI : application à un coeur dégradé de réacteur nucléaire." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2008. http://www.theses.fr/2008ECAP1106.
Full textAbstract:
Pour calculer les transferts radiatifs dans le coeur d'un réacteur à eau sous pression durants un accident grave les coefficients d'extinction et d'absorption anisotropes et de la fonction de phase d'un milieu poreux fortement anisotropes ont été déterminés puis un tenseur de conductivité radiative, appliqué à des éléments de volume représentatifs optiquement épais, a été introduit et validé. Les propriétés radiatives ont été déterminées par la méthode d'identification des fonctions de distribution du rayonnement (RDFI), qui consiste à identifier les fonctions de distribution cumulées d'extinction et les probabilités d'absorption du milieu poreux réel, obtenues par technique de Monte-Carlo, avec les fonctions correspondantes d'un milieu semi-transparent équivalent. La procédure d'homogénéisation a été validée par un critère d'identification. La méthode a été appliquée à un assemblage, triangulaire ou carré, de cylindres parallèles. Les coefficients d'extinction et d'absorption anisotropes ont été calculés en fonction de la porosité, de l'absorptivité et de la loi de réflexion aux parois. La fonction de phase bidirectionnelle a été déterminée rigoureusement. La conductivité radiative radiale a été obtenue directement par application d'une méthode originale de perturbation de l'équation de transfert radiatif, par rapport au nombre de Knudsen radiatif. Des coupes tomographiques d'une grappe de crayons de combustible dégradée ont été soumise à la même démarche. La diffusion a été considérée isotrope. Le coefficient d'extinction anisotrope et la conductivité radiative radiale ont été calculés par la méthode RDFI en fonction de la porosité et de la surface spécifique sous des conditions restrictives bien définiesThe aim of this work is the calculation of radiative transfer during different phases of a reactor core severe accident. The first objectif is to determine the anisotropic extinction and absorption coefficients and the phase function of a stongly isotropic porous medium. The second objectif is to introduce and validate a radiative conductivity tensor for a representative optically thick volumes. Radiative properties of the medium have been determined with the radiative distribution function identification méthod (RDFI). The extinction and absorption cumulated distribution functions of the real porous medium, issued from a Monte Carlo method are identified with the corresponding ones of an equivalent semi-transparent medium. The homogenization validity is characterised by a qualitative identification criterion. The method has been applied to a triangular and a square array of parallel cylinders. Anisotropic extinction and absorption coefficients have been calculated vs the porosity and absorptivity in the case of a diffuse and a scattering wall reflexion law. The bidirectional phase function has been determined rigorously. The radial radiative conductivity has been directly obtained by using a pertubation method of the radiative transfer equation fixed on the radiative Knudsen number. The same method has been applied to a degraded rod bundle characterized by a set of tomographied section. The scattering phenomenon is here considered isotropic. The anisotropic extinction coefficient has been calculated with the RDFI method vs porosity and surfacic specific area. The radial radiative conductivity has been expressed vs the same quantities, under some defined criterions
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Giguère, Alain. "Les récepteurs nucléaires et synaptosomaux des hormones thyroïdiennes chez l'embryon de poulet, propriétés, ontogénèse et mécanisme d'action." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape10/PQDD_0020/NQ57000.pdf.
Full text
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Henry, Ronan. "Caractérisation locale des propriétés à la rupture du combustible nucléaire irradié." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI031.
Full textAbstract:
Le combustible nucléaire UO2 des réacteurs à eau pressurisée (REP) est une céramique frittée sous forme de pastilles. Il est le siège de la réaction de fission nucléaire et subit d’importantes modifications microstructurales quand il est irradié en réacteur. En situation nominale, incidentelle ou accidentelle de fonctionnement, des fissures sont générées et divisent la pastille. Les outils de simulation du comportement du combustible en réacteur nécessitent comme données d’entrée certaines propriétés du matériau. Afin de modéliser la fissuration du combustible dans le domaine fragile, les propriétés à rupture et leur évolution avec l’irradiation ont besoin d’être connues. Cependant, à cause de l’état de fissuration du combustible irradié, il est impossible d’y fabriquer des éprouvettes conventionnelles macroscopiques de test mécanique et donc de déterminer ces données. L’objectif de ce travail de thèse a consisté à développer des méthodes de mesure des propriétés fragiles du combustible irradié à température ambiante. Pour cela, des essais à l’échelle microscopique ont été mis au point afin de sonder le matériau à l'intérieur des fragments de combustible. Deux types d’essais ont été étudiés. D’une part, l’indentation, qui consiste à faire une empreinte à l’aide d’une pointe pyramidale sur la surface polie de l’échantillon. Selon la charge appliquée, des fissures se forment autour des marques d’indentation, permettant de remonter à une mesure locale de la ténacité du matériau. D’autre part, un essai conventionnel de flexion d’éprouvettes a été transposé à l’échelle microscopique. Il permet de déterminer une ténacité ou une contrainte à rupture locale. Pour réaliser ces micro-éprouvettes, un microscope à faisceau ionique focalisé (FIB) est utilisé, tandis qu’un nano-indenteur permet de les fléchir jusqu’à rupture. Afin de mettre au point et d’optimiser les protocoles de mesures, un matériau modèle a d’abord été utilisé : la zircone cubique ZrO2. Cette céramique a des propriétés cristallographiques et mécaniques très proches de celles de l’UO2, et permet, dans les phases de mise au point, de s’affranchir des difficultés de mise en œuvre liées à l’environnement nucléaire. Ensuite, les méthodes de mesure ont été appliquées à un combustible vierge puis à un combustible irradié en REP. Ces travaux ont permis de mettre en avant la complémentarité des deux méthodes étudiées. L’indentation est une technique rapide et pratique, qui permet la réalisation de nombreux essais et à différentes positions radiales dans les pastilles de combustible irradié. La flexion de micro-éprouvettes est plus longue à mettre en œuvre, mais est plus proche des tests mécaniques classiques. Elle permet de mesurer les propriétés à rupture manquantes et recherchées sur le combustible irradié, mais aussi d’évaluer la résistance de plans cristallographiques spécifiques et de joints de grains, qui jusqu’à maintenant étaient inaccessibles sur le combustibleThe nuclear fuel UO2 of Pressurized Water Reactor (PWR) is a refractory ceramic sintered into pellets. During service, the heat produced by the nuclear reaction is transferred to the coolant by thermal conduction, leading to a significant difference of temperature between the pellet center, around 1000°C, and the pellet rim, around 500°C. At the first power rise, this gradient generates systematically large cracks which divide pellets into a few pieces. Moreover, during power transients, additional cracking is generated at the pellet rim and for simulated accidental situations, important rises of temperature lead to a complete fracturing of the fuel. Numerical simulations of the nuclear fuel behavior under irradiation needs specific properties of the material. To model the brittle cracking of the fuel in PWRs, it is necessary to experimentally measure its fracture properties and their evolution with irradiation. Nevertheless, because of pellet cracking, it is impossible to manufacture macroscopic specimens on irradiated fuel. The goal of this PhD work was to develop methods of fracture properties measurement adapted to the irradiated nuclear fuel at a room temperature. To this end, micromechanical tests has been set up to make measurements into the pieces of the cracked fuel. Two kind of tests has been studied. The first method is the nano-indentation, which has already been studied before, and were completed in this work. This method consist to make a print with a pyramidal tip on the polish surface of a sample. Depending on the load applied, cracks appear around the indentation print and the fracture toughness can be evaluated. The second method is a conventional bending test adapted to the microscopic scale. It allows the measurement of fracture toughness when the specimen is notched, and fracture stress measurement when there is no notch. To prepare such micro-specimens, a focalized ion beam (FIB) is used and a nano-indenter is employed to bend them up to fracture. To set up and validate measurements of the two methods, a model material was first used: the cubic zirconia ZrO2. The ceramic material has crystallographic and mechanical properties close to the UO2 fuel, and is not, during setting up steps, submitted to constraints linked to the nuclear environment. Then, the measurements methods has been applied to both fresh and irradiated in PWR nuclear fuel. This work showed the complementarity between the two studied methods. Indentation is a very convenient and versatile technique, which allows a large number of tests at different radial positions of irradiated fuel pellets. Micro-cantilever bending is longer to set up and use and needs several laboratory equipment, but is closer to conventional mechanical tests. It also gives needed results about fracture stress on irradiated fuels, and allows an evaluation of the resistance of specific crystallographic planes or grain boundaries, which were not accessible before on the nuclear fuel
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Antony, Mariasusai. "Contribution à l'étude de la structure nucléaire par la mesure précise de défauts de masse et par l'analyse systématique de quelques propriétés macroscopiques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1986. http://www.theses.fr/1986STR13199.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude de la structure nucléaire par la mesure précise de défauts de masse et par l'analyse systématique d'un certain nombre de propriétés macroscopiques des noyaux. Les défauts de masse des noyaux 13 (B), 19 (F), 21 (F), 25 (Na), 29 (AL), 32 (Si), 32 (S) et 39 (CL) ont été déduits de la réaction (t,p) et (p, [gamma]). L'étude de la systématique de l'équation isobarique de multiplet de masse et du déplacement de l'énergie coulombienne permettent de faire des prédictions de masse et d'energie d'excitation des états analogues pour les noyaux riches en protons. .This work is presented in three chapters whose contents are drawn from published works. Mass defects of the nuclei 13 (B), 19 (F), 20 (0), 25 (Na), 29 (AL), 32 (Si), 32 (S) and 39 (CL) through (t,p) and (p, [gamma]) reactions have been measured with more precision than the hitherto known values. Systematics of the isobaric multiplet mass equation and of coulomb displacement energies have been employed to predict masses and excitation energies of analogue states of the proton rich nuclei. .
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Casalta, Sylvie. "Etude des propriétés du système Am-O en vue de la transmutation de l'Americium 241 en réacteur à neutrons rapides." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11036.
Full textAbstract:
Cette these entre dans le cadre general des problemes relatifs aux recyclages des combustibles irradies et a l'elimination des dechets actinides mineurs (np. Am) a haute activite et vie longue. La transmutation de l'am-241, dans un reacteur a neutrons rapides, selon le concept heterogene devrait reduire considerablement la radioactivite potentielle de ce dechet nucleaire. La manipulation de materiaux tel l'americium, fortement radioactifs, necessitent de prendre des precautions particulieres. Les debits de dose dus aux rayons x ont ete calcules et mesures pendant la fabrication. Le systeme am-o a ete investigue dans le domaine compris entre am#2o#3 et amo#2 par voies respectivement, thermodynamique, ceramographique et diffractometrique x. Les mesures de potentiel d'oxygene sont donnees en fonction de la temperature puis en fonction de la composition. Ces resultats ont contribue a etablir un nouveau diagramme de phases partiel. Une etude sur les consequences de l'auto-irradiation a montre que la decroissance x de l'am-241 occasionne des perturbations du reseau cristallin et, en consequence, des proprietes du materiau. Apres avoir montre qu'il est possible d'elaborer des cibles amo#2-mgo par les procedes classiques de la metallurgie des poudres, le systeme amo#2-mgo a ete etudie dans les trois conditions: oxydante, neutre et reductrice. Dans tous les cas, les oxydes amo#2 et mgo sont immiscibles a l'etat solide et forment un systeme du type eutectique simple. En atmosphere neutre et a haute temperature, amo#2 est reduit vers am#2o#3, ce qui entraine des modifications des proprietes. En atmosphere reductrice, il apparait une nouvelle phase d'aspect metallique
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Duquesne, Loys. "Caractérisation thermique de structures composites SiCf/SiC tubulaires pour applications nucléaires." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0052/document.
Full textAbstract:
Les recherches portant sur le développement des composites réfractaires de type SiCf/SiC pour application gainage du combustible des réacteurs de géneration IV ont conduit le CEA à s’intéresser aucomportement thermique de ces matériaux. En particulier, la connaissance des propriétés thermiques représente un des points cles dans la conception des composants. Au regard du concept sandwichdont la complexité de structure et la géométrie cylindrique s'éloigne de celle d'éprouvettes planes classiquement utilisées, les méthodes de mesures usuelles ne conviennent pas.Ce travail de thèse s’intéresse à la caractérisation et à la modélisation du comportement thermiquede ces structures. Une première partie du travail concerne l'identification des paramètres thermiquesglobaux des différentes couches constitutives d'une gaine sandwich . Pour cela, une méthodeash est employée et un banc d’expériences adapte aux géométries tubulaires a pu être développe.L’écriture d'un nouveau modèle d'estimation, fonde sur le couplage des signaux recueillis à la fois enface avant et en face arrière, permet aujourd'hui d’accéder par la mesure a la diffusivité thermiquedes composites tubulaires via la thermographie infrarouge. Dans une seconde partie de la thèse,une démarche matériau virtuel a été mise en place pour décrire le comportement thermique d'unegaine sandwich à partir des propriétés des constituants élémentaires (bres et matrice). Cespropriétés, obtenues avec deux méthodes d'estimation différentes permettant d'exploiter les mesuresde deux expériences distinctes basées sur la thermographie infrarouge, sont utilisées comme donnéespour la modélisation du transfert thermique au sein de ces gaines. Les confrontations réalisées entrecampagnes de mesures et expériences numériques permettent normalement d’appréhender le poids desdifférents facteurs d'influence qui régissent les transferts thermiquesResearches on the development on SiCf/SiC refractory composites for generation IV nuclear fuel cladding led the CEA to focus on the thermal behavior of these materials. In particular, knowingthe thermal properties is essential for their components design. Regarding the development of the sandwich" concept, whose complexity and geometry differ from the conventionally used at tubes,usual measurement methods are unsuitable.This PhD reports on the characterization and modeling of the thermal behavior of these structures. The first part concerns the identification of the global thermal parameters of the diferent layers of a"sandwich" sheath. To do so, a ash method is used and an experimental bench suitable for tubular geometries was developed. A new estimation method based on the combination of both collectedsignals in front and rear faces allows the identification of the thermal diffusivity of tubular composites using infrared thermography. The second part focuses on a virtual material approach, established todescribe the thermal behavior of a "sandwich" cladding, starting from the properties of the elementary components (bers and matrix). These properties, obtained using two different estimation methods,allows exploiting the measurements of two separate experiments based on infrared thermography.They are then used as data for the heat transfer modeling in these ducts. Confrontations betweenexperimental measurements and numerical results finally allow gaining insight into the in uence ofthe different key parameters governing the heat transfer
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Robert-Berat, Laurence. "Influence d'une couche de zircone sur le comportement mécanique des tubes en zircaloy-4." Clermond-Ferrand 2, 2001. http://www.theses.fr/2001CLF2A001.
Full textAbstract:
Au cœur des Réacteurs à Eau sous Pression, la gaine en Zircaloy-4 est soumise à la corrosion : une couche d'oxyde externe et une couche d'oxyde interne se forment. Celles-ci sont susceptibles d'influencer le comportement des tubes pendant leur séjour en réacteur et pendant leur entreposage. Le but de cette étude est donc de contribuer à la compréhension du comportement mécanique des tubes oxydés. Des essais mécaniques sont effectués sur des tubes de gainage et tubes guides en traction et pression interne. Ils mettent en évidence un effet différent de l'oxyde sous ces deux types de sollicitation. En traction, la couche de zircone entraîne un important renfort. En pression interne, elle entraîne soit un faible renfort, soit un affaiblissement. La fissuration de la couche d'oxyde est caractérisée et quantifiée par des observations au MEB en fin d'essais. Ces observations mettent en évidence la nécessité d'une modélisation du comportement prenant en compte l'endommagement par fissuration de la couche. Un modèle aux éléments finis est donc présenté pour un tube recouvert de deux couches de zircone (interne et externe) non fissurées puis fissurées. Pour expliquer cette différence de comportement suivant le type de sollicitation appliquée, l'hypothèse d'un effet de type " structure " est proposée. La présence des couches d'oxyde fissurées entraîne des contraintes circonférentielles dans le Zircaloy qui favorisent un renfort en traction uni-axiale, malgré la fissuration de la couche d'oxyde. Alors qu'en pression interne, la présence de l'oxyde entraîne des contraintes axiales dans le Zircaloy qui s'opposent à la diminution des déformations circonférentielles, limitant ainsi l'effet de renfort qui est alors nettement plus faible qu'en traction. L'influence de l'oxyde sur les contraintes s'exerçant sur le Zircaloy est donc à l'origine de cette différence de comportement en traction et pression interne.
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Bertolus, Marjorie. "Modélisation à l'échelle atomique de matériaux nucléaires du cycle du combustible." Habilitation à diriger des recherches, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00665253.
Full textAbstract:
Ce mémoire d'habilitation à diriger des recherches présente le travail de recherche que j'ai effectué depuis 1999 au CEA Cadarache sur la modélisation à l'échelle atomique de différents matériaux nucléaires non métalliques impliqués dans le cycle du combustible : matériaux hôtes pour radioéléments issus des déchets nucléaires (apatites), matériaux combustibles (en particulier dioxyde d'uranium) et matériaux céramiques de gainage (carbure de silicium). Il s'agit de matériaux complexes à la limite des possibilités de la modélisation parce qu'ils contiennent des atomes lourds (lanthanides ou actinides), qu'ils présentent des structures ou des compositions chimiques complexes et/ou qu'ils subissent les effets de l'irradiation : création de défauts ponctuels et de produits de fission, amorphisation... L'objectif de mes études est d'obtenir une meilleure compréhension de la physique et de la chimie des processus élémentaires impliqués grâce à la modélisation à l'échelle atomique et à son couplage avec la modélisation aux échelles supérieures et les études expérimentales. Ce travail s'organise autour de deux axes principaux : d'une part les développements méthodologiques, l'adaptation et l'implémentation de méthodes et la validation des approximations utilisées ; d'autre part l'application de ces méthodes de modélisation à l'étude des matériaux nucléaires sous irradiation. Ce document contient une synthèse des études réalisées, les perspectives de recherche, un CV détaillé, ainsi qu'une liste de publications et de communications.
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Mansour, Carine. "Spéciation des espèces soufrées dans les générateurs de vapeur des centrales nucléaires à réacteur à eau sous pression." Phd thesis, Paris 6, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005107.
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Perries, Stéphane. "Propriétés de la matière nucléaire superdéformée dans les régions de masse A~190 et A~130." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10002.
Full textAbstract:
Ce travail de these porte sur l'etude des proprietes des noyaux superdeformes dans les regions de masse a 190 et a 130. Les multidetecteurs de la derniere generation permettent a present d'avoir acces a des phenomenes peu intenses, tels que la depopulation des bandes rotationnelles superdeformees. Nous presentons les resultats de deux experiences au cours desquelles les etats superdeformes des noyaux ont ete peuples via des reactions de fusion-evaporation induites par ions lourds. La premiere a ete realisee aupres du multidetecteur eurogam ii installe a l'ires strasbourg et portait sur le noyau 1 9 3pb. Dans la seconde, le noyau 1 3 6nd a ete etudie a l'aide du multicompteur euroball iii situe a legnaro en italie. De nouvelles procedures d'analyse ont ete developpees pour prendre en compte les detecteurs bouquets et pour effectuer des mesures de correlations angulaires avec la geometrie asymetrique d'euroball iii. L'analyse des evenements de haute multiplicite a permis la mise en evidence de transitions de lien discretes entre les etats superdefomes et normalement deformes de ces noyaux. Ces resultats determinent les spins et les energies d'excitation des niveaux superdeformes. La comparaison avec les isotopes adjacents, offre l'opportunite d'estimer, pour la premiere fois, le gap d'appariement dans le second puits au moyen de differences de masses paires-impaires. Notre extraction montre que les correlations d'appariement subsistent pour les etats superdeformes des noyaux de plomb et de neodyme. Les proprietes magnetiques des noyaux superdeformes de la region de la masse a 190 ont ete etudiees a partir de calculs microscopiques de champ-moyen auto-coherents. Un traitement perturbatif de la rotation nous a permis de montrer que la valeur du facteur gyromagnetique collectif des noyaux pairs-pairs 1 9 0 - 2 0 0pb et 1 8 8 - 1 9 8hg differe de 20% par rapport a l'estimation hydrodynamique z/a. Dans ce cadre, nous confirmons les assignements spectroscopiques experimentaux.
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Lecraz, Catherine. "Etude des réactions entre l'oxyde mixte d'uranium-plutonium et le nitrure d'uranium et entre l'oxyde d'uranium et le nitrure d'uranium." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT039G.
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L'un des nouveaux types d'elements combustibles envisages pour les reacteurs a neutrons rapides fait cohabiter du nitrure d'uranium avec de l'oxyde d'uranium-plutonium. Il etait donc necessaire d'etudier les reactions susceptibles de se produire entre ces deux ceramiques nucleaires. Les etudes realisees ont montre qu'une reaction importante entre ??? le nitrure et l'oxyde pour des temperatures comprises entre 1573 k et 1973 k. Cette reaction se traduit par la formation, a haute temperature, d'un oxynitrure base sur la structure cristalline de l'oxyde. Les limites de solubilite du nitrure dans l'oxyde ont pu etre determinees, a 1973 k elle est de 10% molaire de nitrure dans l'oxyde. Une approche de la cinetique de la reaction a pu etre realisee, le facteur limitant la reaction est une valeur minimale que peut atteindre le rapport oxygene+azote sur metal de l'oxynitrure forme. Les resultats de cette etude font planer un doute sur l'interet de l'utilisation d'un combustible heterogene oxyde-nitrure dans les reacteurs a neutrons rapides
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Denier, Caroline. "Détermination et modélisation de propriétés thermophysiques du corium pour des applications accidents graves." Electronic Thesis or Diss., Orléans, 2023. https://theses.univ-orleans.fr/prive/accesESR/2023ORLE1073_va.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la détermination et la modélisation de propriétés thermophysiques (masse volumique, viscosité et, tension de surface) de mélanges corium U-Zr-Fe-O représentatifs des conditions accidents graves en cuve, à des températures supérieures à 2000 °C. Pour cela, deux méthodes expérimentales sont employées de manière complémentaire : la lévitation aérodynamique (au CEMHTI, CNRS Orléans) et la pression maximale de bulle (au CEA Cadarache). Des mesures inédites de ces propriétés thermophysiques sont obtenues sur plusieurs compositions de corium en cuve U-Zr-O, avec différents degrés d'oxydation du zirconium, et ses composants (Fe et système Zr-O), avec une estimation des incertitudes de mesure, à la fois de chaque propriété mais aussi de la température. Suite aux essais, les compositions sont analysées par MEB-EDS, ce qui permet d'augmenter la fiabilité des données mesurées. En complément, une démarche de modélisation de la tension de surface par approche thermodynamique est initiée et sa faisabilité démontréeThis thesis deals with the determination and modelling thermophysical properties (density, viscosity and surface tension) of corium mix U-Zr-Fe-O representative of severe accident conditions inside the nuclear reactor vessel, at temperatures above 2000 °C. For such needs, two complementary experimental devices are used: aerodynamic levitation (at CEMHTI, CNRS Orléans) and maximum bubble pressure (at CEA Cadarache). Original measurement of those thermophysical properties are obtained on several in-vessel corium compositions (U-Zr-O) with various degree of zirconium oxidation, and separately on its components (Fe and Zr-O system). The uncertainties, both on measurement of the properties themselves and on temperature are assessed. Following the tests, sample compositions are analysed by SEM-EDS, thereby increasing the reliability of the measured data. In addition, a thermodynamic approach to surface tension modelling has been initiated and its feasibility demonstrated
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Benboudjema, Farid. "Modélisation des déformations différées du béton sous sollicitations biaxiales : application aux enceintes de confinement de bâtiments réacteurs des centrales nucléaires." Marne-la-Vallée, 2002. http://www.theses.fr/2002MARN0152.
Full textAbstract:
La prédiction des déformations différées est d’une très grande importance pour l’étude de la durabilité et de l’aptitude au fonctionnement à long terme des structures en béton (ponts, enceintes de confinement de bâtiments réacteurs des centrales nucléaires, etc. ). En effet, elles peuvent être à l’origine de la fissuration, de pertes de précontrainte, d’une redistribution des contraintes et même, plus rarement, de la ruine de l’ouvrage. L’objectif de ce travail est alors de développer des outils de calcul numérique, capable de prédire le comportement différé de structures en béton. Pour cela, un nouveau modèle hydromécanique du béton est développé, intégrant la description des phénomènes de séchage, de retrait, de fluage et de fissuration. La modélisation du retrait de dessiccation est basée sur une approche unifiée du fluage et du retrait. Les modèles de fluage propre et de fluage de dessiccation sont basés sur des mécanismes hysico-chimiques plausibles, se produisant à différentes échelles d’observation de la pâte de ciment. Le modèle de fluage propre est associé à la micro-diffusion de l’eau adsorbée entre la porosité interhydrates et intrahydrates et la porosité capillaire, et au glissement des feuillets de C-S-H à l’échelle des nanopores. Le fluage de dessiccation est induit par la micro-diffusion de l’eau adsorbée à différentes échelles de porosité sous l’effet d’une sollicitation mécanique et hydrique combinée. Le retrait de dessiccation résulte, en effet, de la déformation élastique et différée du squelette solide, sous les effets de la pression capillaire et de la pression de disjonction. Le comportement mécanique du béton fissuré est modélisé en utilisant le formalisme de l’élastoplasticité endommageable orthotrope. La combinaison de ces phénomènes est effectuée dans le cadre de la mécanique des milieux poreux non saturés, en s’appuyant sur le concept des contraintes effectives. Ce modèle a été incorporé dans un code de calcul aux éléments finis. L’analyse du comportement différé d’éprouvettes et de structures en béton et en béton précontraint, soumises à des sollicitations hydriques et mécaniques combinées, est alors présentéeThe prediction of delayed strains is of crucial importance for durability and long-term serviceability of concrete structures (bridges, containment vessels of nuclear power plants, etc. ). Indeed, creep and shrinkage cause cracking, losses of pre-stress and redistribution of stresses, and also, rarely, the ruin of the structure. The objective of this work is to develop numerical tools, able to predict the long-term behavior of concrete structures. Thus, a new hydro mechanical model is developed, including the description of drying, shrinkage, creep and cracking phenomena for concrete as a nonsaturated porous medium. The modeling of drying shrinkage is based on an unified approach of creep and shrinkage. Basic and drying creep models are based on relevant chemo-physical mechanisms, which occur at different scales of the cement paste. The basic creep is explicitly related to the micro-diffusion of the adsorbed water between interhydrates and intrahydrates and the capillary pores, and the sliding of the C-S-H gel at the nano-porosity level. The drying creep is induced by the micro-diffusion of the adsorbed water at different scales of the porosity, under the simultaneous effects of drying and mechanical loadings. Drying shrinkage is, therefore, assumed to result from the elastic and delayed response of the solid skeleton, submitted to both capillary and disjoining pressures. Furthermore, the cracking behavior of concrete is described by an orthotropic elastoplastic damage model. The coupling between all these phenomena is performed by using effective stresses which account for both external applied stresses and pore pressures
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Adnet, Jean-Marc. "Extraction sélective des actinides des effluents de haute activité. Etude des possibilités offertes par les propriétés redox des actinides." Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT001G.
Full textAbstract:
Le retraitement pousse du combustible nucleaire consiste en une elimination des actinides mineurs (neptunium, americium, traces du plutonium et uranium) des solutions d'effluents a tres haute activite, issues du procede purex. Parmi les procedes envisageables, l'extraction selective des actinides a leurs degres d'oxydation superieurs a trois est ici etudiee. Une premiere partie de ce travail concerne une etape prealable: l'elimination du ruthenium des solutions de produits de fission par la technique de l'electrovolatilisation du tetraoxyde de ruthenium. La deuxieme partie de ce travail comprend l'etude des reactions de complexation et d'oxydation des elements uranium, neptunium, plutonium et americium en presence d'un compose du type heteropolyanion insature: le phosphotungstate de potassium. Pour les ions actinide tetravalents complexes par l'anion phosphotungstate le mecanisme d'extraction par la dioctylamine a ete etudie et l'emploi de la technique d'extraction chromatographique a permis de realiser des separations actinides tetravalents/lanthanides trivalents. Finalement plusieurs schemas de procedes de retraitement des solutions de produits de fission sont elabores a partir des resultats obtenus
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Lamy, Michael. "Réversibilité des verres nucléaires : application du procédé sol-gel au confinement des déchets radioactifs." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20183.
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Jason, Ludovic. "Relation endommagement perméabilité pour les bétons : application aux calculs de structures." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2078.
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Connaître la relation entre la dégradation du béton et sa perméabilité est un objectif central pour évaluer les conséquences d'un chargement mécanique sur l'étanchéité de structures sensibles comme les enceintes de confinement de centrales nucléaires. Une loi de comportement mécanique prenant en compte l'endommagement et la plasticité du matériau et s'appuyant sur la théorie des milieux continus est tout d'abord développée. Le modèle, validé sur des tests élémentaires, structurels et préindustriel s'appuie sur des outils numériquement robustes (opérateur tangent cohérent). Une loi reliant le degré de saturation (séchage), l'endommagement et la perméabilité est ensuite proposée. Enfin, les résultats sont rassemblés afin d'être appliqués au comportement hydraulique d'une partie courante d'enceinte de confinement. Une mise en pression de la structure est ainsi simulée pour mettre en évidence l'influence des chargements hydriques et mécaniques sur le comportement hydrauliqueThe relation between damage and permeability is of great importance to evaluate the consequences of a mechanical loading on the hydraulic integrity of sensitive concrete structures like containment buildings of nuclear power plants. An elastic plastic damage constitutive law for the mechanical behaviour is first developed. The model is validated on elementary and structural applications with a special focus on the efficiency of the numerical tools (tangent matrices). A relation between water saturation (drying), damage and permeability is then proposed, based on theoretical and experimental observations. Finally, a Representative Structural Volume of a containment vessel is studied to highlight the influence of hygro - mechanical loading on the hydraulic behaviour (distribution of gas pressure)
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Bardez, Isabelle. "Etude des caractéristiques structurales et des propriétés de verres riches en terres rares destinés au confinement des produits de fission et éléments à vie longue." Phd thesis, Paris 6, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001075.
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Une nouvelle matrice vitreuse riche en terres rares, capable d'incorporer les déchets issus du retraitement de combustibles nucléaires UOX à hauts taux de combustion (60 GWj/t, à comparer à 33 GWj/t pour le combustible de référence actuel) a été mise au point et étudiée au niveau structural. Sa composition molaire simplifiée est la suivante : 61 ,79 SiO2 - 8,94 B2O3 - 3,05 Al2O3 - 14,41 Na2O - 6,32 CaO - 1,89 ZrO2 - 3,60 TR2O3 (avec TR = La, Ce, Pr et Nd) En particulier, l'environnement local autour de la terre rare et l'influence des autres constituants du verre (Si, B, Al, Na, Ca) sur celui-ci ont été étudiés à l'aide de différentes séries de verres de compositions dérivées du verre retenu. Grâce à leur analyse d'une part par absorption optique basse température et par EXAFS au seuil LIII du néodyme et d'autre part par spectroscopie Raman et par RMN 29Si, 27Al et 11B, différentes hypothèses sur la structure du verre et sur l'environnement de la terre rare ont pu être proposées.
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Lepeytre, Célia. "Etude de la réduction de UO2F2. Influence de la température, de la vapeur d'eau, du dihydrogène et du fluorure d'hydrogène." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20060.
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Gracia, Jérémy. "Étude du comportement du stéarate du zinc en température et sous irradiation - impact sur les propriétés de lubrification." Thesis, Paris, ENSAM, 2017. http://www.theses.fr/2017ENAM0028/document.
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L’élaboration de combustible nucléaire UO2-30%PuO2 pour les nouveaux réacteurs nucléaires de Génération IV repose sur l’utilisation de plutonium issu du recyclage des combustibles MOX (Mélange d’OXydes UO2-PuO2) des réacteurs actuels. Par rapport au Pu initial, ce plutonium présente une proportion d’isotopes fissiles beaucoup plus faible et une quantité plus importante (x30) en 238Pu dont l’activité spécifique alpha et la puissance thermique sont importantes. Le procédé d’élaboration du combustible qui consiste à mettre en forme les poudres d’oxydes par pressage met en jeu un lubrifiant organique, le stéarate de zinc. L’objectif de la thèse est d’étudier le comportement en température et sous irradiation de ce composé. Un effet de la montée en température et du vieillissement en température a été observé sur les propriétés cristallographiques du stéarate de zinc, avec une amorphisation partielle du matériau qui engendre une détérioration de ses propriétés de lubrification dès 110°C. La dégradation radiolytique du stéarate de zinc a été étudiée à travers l’analyse des gaz produits par irradiation alpha au contact de poudres de PuO2 ou par irradiation externe aux hélions, complétée par des analyses physico-chimiques du stéarate irradié. Les rendements de production de gaz sont calculés et permettent d’établir un mécanisme de radiolyse. Il a été montré que l’impact de la radiolyse sur les propriétés de lubrification est moindre que l’effet de la température. Le couplage des dégradations a un effet synergique, avec une détérioration des propriétés de lubrification observée à des températures plus faibles que sur le matériau non irradié. A partir de ces résultats, des recommandations d’utilisation du stéarate de zinc ont été proposéesThe manufacturing of nuclear fuels UO2-30%PuO2 for the Gen IV nuclear reactors is based on the use of plutonium coming from MOX (Mixed OXides) fuel recycling from actual reactor. This plutonium would contain a few quantities of fissionable isotopes and a significant amount (x30) of 238Pu compared to initial Pu. This isotope possesses a strong alpha activity and a great thermal power. The manufacturing process which consists in powders pressing will use zinc stearate, an additive used as lubricant. The aim of this PhD is to study the behaviour in temperature and under irradiation of this compound. An effect of temperature increasing and thermal ageing has been observed on crystallographic properties with a material amorphisation and a deterioration of lubricant properties from 110°C. Radiolytic degradation of zinc stearate has been studied through the analysis of gases produced by alpha radiation at the contact of PuO2 powders or by external radiation by helions, with the support of chemical analysis of irradiated solid. Gaz production yields are calculated and enable establishment of a radiolysis mechanism. It has been showed that impact of radiolysis on lubricant properties is less important than temperature effect. The coupling of degradations has a synergic effect, with a deterioration of lubricant properties observed at lower temperature compared to non-irradiated material. From these results, recommendations for use of zinc stearate have been proposed
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Fossati, Paul. "Contribution à l'étude des propriétés mécaniques du combustible nucléaire : Modélisation atomistique de la déformation du dioxyde d'uranium." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00780059.
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Les propriétés mécaniques du combustibles nucléaire sont un problème complexe qui fait intervenir de nombreux mécanismes différents à des échelles diverses. Afin de faire progresser notre connaissance de ce matériau, nous avons effectué des simulations utilisant des modèles de Dynamique Moléculaire. Ces simulations permettent l'étude de différents mécanismes de déformation du dioxyde d'uranium à l'échelle atomique. Nous avons mis en place une procédure permettant de calculer les chemins de transition entre différents polymorphes de l'UO2 de manière statique et dynamique. Ces calculs ont confirmé la stabilité des structures fluorine à pression ambiante et cotunnite en compression, vers laquelle une transition reconstructive a été observée. Ils ont aussi montré l'importance de la direction de sollicitation principale pour déterminer la transition activée en tension, soit vers une structure scrutinyite, soit vers une structure rutile. D'autre part, les propriétés élastiques de l'UO2 ont été déterminées en température à partir d'une approche multi-modèles. L'accord relatif entre les potentiels existants pour l'UO2 a été utilisé pour déterminer des paramètres pour des modèles mésoscopiques. La propagation d'une fissure dans un monocristal a ensuite été étudié. Lors de ces simulations nous avons mis en évidence l'apparition de phases secondaires en pointe de fissure. Ce mécanisme prédit par les modèles atomistiques pourrait jouer un rôle important lors de la propagation d'une fissure aux échelles supérieures. Finalement, certaines propriétés des dislocations coin stabilisées dans le cristal UO2 ont été étudiées. La structure de cœur de ces dislocations dans différents plans de glissements a été comparée. Leur contrainte critique de glissement en fonction de la température a été calculée. Ces derniers calculs suggèrent un lien direct entre le désordre chimique observé au cœur de dislocations et leur mobilité.
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Madian, Ahmed. "Étude de l’influence des caractéristiques physiques des poudres UO2 sur leurs propriétés rhéologiques." Thesis, Compiègne, 2019. http://www.theses.fr/2019COMP2461/document.
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Le combustible nucléaire pressenti pour les réacteurs de quatrième génération à neutrons rapides refroidis au sodium présente différentes caractéristiques qui le différencient du combustible utilisé dans les Réacteurs à Eau Pressurisée, notamment : une structure homogène (U,Pu)O2, une géométrie annulaire et une forte teneur en PuO2. Le procédé de fabrication des pastilles de combustible comprend la réalisation d’un mélange UO2/PuO2 par cobroyage suivie d’une mise en forme par pressage. Cependant, le mélange UO2/PuO2 cobroyé n’a pas les propriétés adaptées à un remplissage reproductible des moules de presses annulaires. Il s’agit donc d’identifier une opération intermédiaire, entre le cobroyage et la mise en forme, pour faciliter le remplissage des moules. Pour orienter le choix de cette opération, une étude à effets séparés a été réalisée sur des granulés d’UO2, considérés représentatifs de la poudre broyée en première approche. Les caractéristiques physiques cibles qui ont été étudiées sont la granulométrie et la morphologie (état de surface) de la poudre. Ainsi, des mélanges de granulés de tailles différentes ont été caractérisés pour évaluer l'influence de la quantité de fines (particules inférieures à 100 μm) sur les propriétés rhéologiques. En parallèle une intercomparaison entre les cellules de cisaillement de volumes et de types différents (Cellule de Schulze et FT4) a été effectuée afin d’avoir un bon compromis entre la quantité de poudre utilisée et la qualité des résultats. Un premier objectif a été de déterminer quelle proportion de fines est acceptable. Par ailleurs, pour évaluer l’effet de l’état de surface des granulés, une opération de type sphéroïdisation a été réalisée. Elle conduit à modifier la rugosité des granulés. Il a été montré que le taux de fines et la rugosité de surface sont deux paramètres influents qui permettent de modifier les propriétés rhéologiques. Notamment dans le cadre de ces travaux, la présence de fines de moins de 100 μm ne semble pas avoir d’impact négatif sur la mise en écoulement jusqu’à une proportion proche de 10%m. Par contre d’autres propriétés telle que la perméabilité sont sensibles à la proportion de fines même en dessous de 10%m. Une opération de sphéroïdisation permet d’améliorer les propriétés de mise en écoulement de la poudre même au-delà de 10%m de fines. Ces résultats font apparaitre deux modes d’action possibles qui sont la sélection granulométrique et la sphéroïdisation, cette dernière semblant la plus adaptée pour notre applicationThe nuclear fuel for the fourth generation sodium-cooled fast neutron reactors presents characteristics which differentiate it from that used in Pressurized Water Reactors: a homogeneous structure (U,Pu)O2, an annular geometry and a high content of PuO2. The manufacturing process of the fuel pellets starts with the realization of a UO2/PuO2 mixture by co-grinding followed by forming by pressing. However, the UO2/PuO2 mixture does not exhibit the suitable properties for a reproducible filling of annular press moulds. An intermediate operation, between the co-grinding and the shaping, is necessary to facilitate the filling of the moulds. To direct the choice of this operation, a separate effects study was carried out on UO2 granules, considered as representative of the crushed powder in a first approach. The investigated target physical characteristics are the powder size distribution and morphology. Therefore, mixtures of granules of various sizes were characterized to evaluate the influence of the quantity of fines (particles with a size lower than 100 μm) on the rheological properties. In parallel an intercomparison study between shear cells of different volumes and types (Schulze cell and FT4) was carried out in order to have a good compromise between the quantity of powder used and the quality of the results. A first objective was to determine the proportion of fines acceptable. Then to evaluate the effect of the surface quality of the granules, an operation of spheroidization was carried out. This resulted in modifying the granules roughness. It has been shown that both the fines ratio and the surface roughness are influential parameters that make it possible to modify the rheological properties. In particular within the framework of this study, the presence of fines with a size lower than 100 μm does not seem to have a negative impact on incipient flow up to about 10 w%. On the contrary, other properties such as permeability are sensitive to the fines amount, even below 10 w%. A spheroidization stage enables to improve incipient flow properties of the powder even above 10 w% of fines. These results lead to two possible action modes, which are the grain size selection and the spheroidization, the latter being the most adapted for our application
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Zakari, Abdoul-Aziz. "Étude des propriétés de désintégration bêta de produits de fission d’intérêt pour les spectres en énergie des antineutrinos et la puissance résiduelle des réacteurs nucléaires." Nantes, 2015. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=d81c2947-f2d6-4e07-8b6a-57857725e694.
Full textAbstract:
Les propriétés de désintégration bêta des produits de fission jouent un rôle crucial en physique des réacteurs, étant à l’origine de la puissance résiduelle, un paramètre clé pour la sûreté des réacteurs, de l’émission des neutrons retardés qui servent à leur pilotage, et de l’émission des antineutrinos. Cependant les propriétés de désintégration bêta de certains produits de fission restent méconnues ou incomplètes. Dans certains cas, les données mesurées souffrent de l’effet « Pandémonium » lié à l’utilisation de détecteurs haute résolution au Germanium. Ces détecteurs montrent une efficacité limitée à détecter les photons de désexcitation de niveaux excités de haute énergie dans les noyaux fils peuplés par la désintégration bêta. Il en résulte une sous-estimation des branches de décroissance bêta mesurées vers ces niveaux excités. Une technique alternative consiste à utiliser un ensemble de détection de haute efficacité à la fois intrinsèque pour les photons de haute énergie et géométrique, la Spectroscopie par Absorption Totale (TAS). Dans cette thèse, nous avons employé cette technique à l’étude des noyaux 92Rb et 93Rb, produits de fission sélectionnés en raison de leur importante contribution aux spectres en énergie des antineutrinos des réacteurs et, dans le cas du 92Rb, à la puissance résiduelle. Une nouvelle mesure de ces noyaux a été réalisée auprès de l’accélérateur de JYFL (Jyväskylä, Finlande). Ce manuscrit présente l’analyse des données mesurées, les nouveaux peuplements bêta obtenus et leur impact sur le calcul du spectre énergie des antineutrinos et de la puissance résiduelle des principaux contributeurs aux fission dans les Réacteurs à Eau PressuriséeFission product beta decay properties play a crucial role in the physics of nuclear reactors, as being the origin of the decay heat, a key parameter for nuclear safety, of betadelayed neutron emission and of the emission of electronic antineutrinos. However, the decay properties of some fission products remain unknown or incomplete. Indeed in some cases, their data suffer from the “Pandemonium” effect, which is due to the conventional use of highresolution Germanium detectors, especially when high energy excited levels are populated in the daughter nucleus. This bias may lead to an underestimation of the beta decay branches to higher energy excited levels of the daughter nucleus and constitute a systematic bias in the decay data. An alternative experimental technique is the use of Total Absorption Spectroscopy (TAS), consisting in using a high efficiency detection array. In this PhD, we have measured with the TAS technique the beta properties of 92Rb and 93Rb, two fission products selected for their important contribution to the Pressurized Water Reactor (PWR) antineutrino energy spectrum and in the case of 92Rb, for its contribution to the 235U decay heat. New measurements of the beta decay properties of these nuclei have been performed at the JYFL facility (Jyväskylä, Finland). In this manuscript are presented the performed data analysis, the extracted beta feedings of 92,93Rb nuclei and their impact on the calculation of reactor antineutrino energy spectra as well as on the calculation of the decay heat of the main uranium and plutonium isotopes contributing to the fissions in a PWR
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Hourdequin, Nicolas. "Contribution à la modélisation du comportement mécanique des combustibles REP sous irradiation, avec en particulier le traitement de l'interaction pastille-gaine dans un crayon combustible." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0408.
Full textAbstract:
Dans les centrales nucléaires REP (réacteurs à eau pressurisée), les gaines de combustible constituent la première barrière de confinement des produits radioactifs. Leur rupture doit être évitée afin de maintenir un niveau maximal de sûreté. Dans ce but, des calculs prévisionnels sont effectués à l'aide de codes de calcul développés grâce à un acquis expérimental important dans le domaine. Jusque là, les codes de conception, généralement unidimensionnels, suffisaient au dimensionnement des crayons de combustible pour leur utilisation dans les conditions de fonctionnement standard en base des réacteurs. Toutefois, le besoin accru de disponibilité des REP induit de nouvelles conditions de fonctionnement dans lesquelles les ruptures de gaine sont fortement conditionnées, surtout à puissance élevée, par le comportement mécanique du crayon. L’influence de l'interaction pastille-gaine (IPG) est alors particulièrement marquée. Elle se caractérise par des effets locaux qui nécessitent une description multidimensionnelle. C’est ce que propose le code Toutatis 2d-3d au développement duquel cette thèse a contribué. Ce code permet également de mettre en évidence des comportements tridimensionnels globaux, comme l'arcure du crayon observé lors d'un incident expérimental que l'on a pu expertiser grâce à Toutatis 3d. Par ailleurs, l'IPG est influencée par les variations de volume du combustible qui résultent des phénomènes de densification et de gonflement sous irradiation. On a développé dans le code Toutatis 2d un module de simulation intégrant un modèle de densification ainsi qu'un modèle de gonflement qui n'est actuellement valable qu'en régime de fonctionnement standard des REP. Cependant, la structure informatique du module de simulation est susceptible d'accueillir n'importe quel type de modèle correspondant à d'autres conditions de fonctionnement. On montre enfin les conséquences de ces variations de volume du combustible sur l'état mécanique de la gaine.
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Hansen, Erik. "Étude de l'incorporation de fer, nickel et chrome dans les verres de conditionnement de déchets nucléaires." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0349.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude de l'incorporation des oxydes de fer, nickel et chrome au sein de verres borosilicatés peralumineux du système SiO₂ - B₂O₃ - Al₂O₃ - CaO - Na₂O - Li₂O - La₂O₃, étudiés dans le cadre du conditionnement de déchets nucléaires futurs. Ce type de verres présente la spécificité d'avoir un défaut en modificateurs de réseau Na₂O et CaO par rapport à la teneur en alumine. Cette étude s'est divisée en deux axes. Le premier a consisté à étudier l'incorporation des oxydes de fer, de chrome et de nickel ajoutés séparément pour comprendre leur effet respectif sur le verre, en termes de limite d'incorporation, phases cristallines formées au-dessus de cette limite, données structurales sur l'environnement autour de ces éléments et impact sur les propriétés physico-chimiques du verre (Tg, viscosité). Un second axe a été dédié à l'incorporation conjointe de ces trois oxydes, pour s'approcher du système réel et mettre en avant la présence de synergies potentielles entre ces éléments. Ajoutés un à un au sein des verres peralumineux, les oxydes de fer et de nickel présentent des limites d'incorporation élevées dans les verres peralumineux (de l'ordre de 17,5 et 12 % massiques respectivement après trempe thermique), à l'échelle microstructurale. En revanche, l'oxyde de chrome est très peu soluble, de l'ordre de 0,5% massique. D'un point de vue structural, par spectroscopie Mössbauer du fer, la proportion relative et la coordinence des ions Fe³⁺ et Fe²⁺ a pu être quantifiée, avec une forte proportion de Fe³⁺(6). La spectroscopie UV-Visible a également permis de mettre en évidence la coordinence du nickel et du chrome dans les verres peralumineux, respectivement Ni²⁺(4) et Ni²⁺(5) d'une part, Cr⁶⁺(4) et Cr³⁺(6) d'autre part. Du point de vue de leur impact sur les propriétés physico-chimiques des verres, il apparait que les trois éléments n'ont que peu d'impact sur la température de transition vitreuse des verres peralumineux. En revanche, les oxydes de fer et de nickel ont un fort impact sur la viscosité des verres fondus, une augmentation de leurs teneurs respectives entrainant une forte fluidification de la fonte. L'ajout d'oxyde de chrome semble quant à lui avoir un effet négligeable sur la viscosité dans la gamme réduite étudiée (0-2% massiques Cr₂O₃). Lorsque les oxydes de fer, nickel et chrome sont ajoutés conjointement au sein des verres peralumineux, il apparait que leur comportement à la cristallisation est proche de celui des verres au chrome, avec une limite d'incorporation basse, et principalement pilotée par la teneur en Cr₂O₃. Les phases cristallines qui se forment au-delà de la limite d'incorporation sont similaires à celles se formant dans le cas des verres au chrome. Dans certaines compositions de verre moins riches en chrome, une seconde phase cristalline peut être observée, de type spinelle de type (Ni²⁺, Fe²⁺)(Cr³⁺, Fe³⁺, Al³⁺)₂O₄. Dans le cas d'une incorporation conjointe des trois éléments, et au vu des teneurs relativement limitées en chacun des trois éléments, l'effet sur la viscosité est peu marqué, sans synergie comportementale notable. Le comportement à long terme (V₀, VR) de ces verres a également été étudié. Il apparait que leur comportement vis-à-vis de l'altération par l'eau est très proche, qu'il s'agisse de verres homogènes en-dessous de la limite de solubilité des trois éléments Fe, Ni, Cr, ou qu'il s'agisse de verres cristallisés au-dessus de celle-ciThe present work focuses on the incorporation of iron oxide, nickel oxide and chromium oxide in peraluminous borosilicate glasses from the SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-Na₂O-Li₂O-La₂O₃ system. They are studied in the context of future nuclear waste conditioning. The specificity of this type of glasses (peraluminous) is a lack of modifier elements (Na₂O, CaO) compared to the amount of alumina. This study was divided in two steps. First, the incorporation of iron oxide, nickel oxide and chromium oxide added separately to the glass was conducted, in order to understand their specific impact on the glass, in terms of incorporation limit, crystalline phases above this limit, glass structure around those elements and properties (viscosity, Tg). Second, the incorporation of the three oxides at once, to get closer to the real waste glass system and to detect possible synergies between these elements. Added one by one to peraluminous glasses, iron oxide and nickel oxide display high incorporation limits in peraluminous glasses at the micro-structural level (about 17.5 and 12 wt. % respectively after quenching). However, chromium oxide has a low solubility, about 0.5 wt. %. For the structural aspect, the proportions and coordination of Fe²⁺ and Fe³⁺ in the iron oxide doped glass was quantified through Mössbauer spectroscopy, showing a large contribution of Fe³⁺(6). UV-Visible spectroscopy also allowed the determination of the valence and coordination of nickel and chromium in their respective glasses, Ni²⁺(4) and Ni²⁺(5) on the one side, Cr⁶⁺(4) and Cr³⁺(6) on the other side. In terms of their impact on the properties of the glass, it appears that the addition of each of those oxides has little impact on the Tg of the glass. However, iron and nickel oxide have a strong impact on the viscosity of the glass melts, an increase in their amounts in the glass leading to a strong fludisation of the melt. The addition of chromium oxide, limited to a short range [0.0; 2.0] wt. %, has a negligible effect on the glass viscosity. When iron oxide, nickel oxide and chromium oxide are added together to peraluminous glasses, it appears that their behavior regarding crystallization is close to that of chromium oxide, with a low solubility limit mainly determined by the chromium oxide content. The crystalline phases appearing above this limit are also similar to those already identified in chromium doped glasses. In some glasses less rich in chromium oxide, a second crystalline phase is observed, spinel-like (Ni²⁺, Fe²⁺)(Cr³⁺, Fe³⁺, Al³⁺)₂O₄. When they are added together and in a more narrow range , the effect on viscosity of those oxides is only slight, without any noteworthy synergies. The long-term behavior of those glass was also studied (V₀, VR). It appears that their behavior during water alteration is very close, whether they are homogeneous glasses below the Fe, Ni, Cr solubility limit , or glasses presenting with crystallization above it
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Le, Meur Loïc. "Etude des propriétés de désintégration bêta de noyaux exotiques d'intérêts pour la physique des réacteurs, la structure nucléaire et l'astrophysique nucléaire, à l'aide de la technique de Spectroscopie Gamma par Absorption Totale (TAGS)." Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4060/document.
Full textAbstract:
La désintégration bêta est impliquée dans de nombreux domaines de la physique nucléaire : physique des réacteurs, structure nucléaire… De nombreuses expériences ont permis d’étudier les propriétés de la désintégration β d’un certain nombre de noyaux, ces derniers étant de plus en plus exotiques au fur et à mesure des avancées technologiques. Mais une partie de ces données souffre de l’effet « Pandemonium ». Connu depuis les années 70, cet effet est lié à l’utilisation des détecteurs haute résolution au Germanium qui ont une faible efficacité de détection des photons de haute énergie. Il en résulte une sous-estimation de l’alimentation des niveaux de haute énergie lors du calcul de l’intensité de désintégration β. Pour pallier cet effet, on utilise une technique de détection de haute efficacité: la Spectroscopie Gamma par Absorption Totale (TAGS). Dans cette thèse, nous nous sommes focalisés sur l’étude de trois noyaux mesurés auprès de l’accélérateur IGISOL en Finlande avec le détecteur DTAS. Nous présentons les résultats expérimentaux ainsi que l’intensité bêta obtenue, et la comparons aux résultats extraits des bases de données. Cette comparaison montre qu’une quantité non négligeable d’intensité β n’était pas détectée auparavant pour les trois noyaux étudiés. Nous discutons ensuite des impacts de cette différence dans le domaine des réacteurs nucléaires, et étudions l’alimentation β des états de haute énergie dans les noyaux fils qui pourraient constituer des résonances pygmées dans ces noyaux. Des comparaisons de nos résultats expérimentaux avec un modèle microscopique de QRPA sont également présentées afin d’aider à l’interprétation des donnéesBeta decay is involved in many topics in nuclear physics : reactor physics, nuclear astrophysics, nuclear structure… Many experiments have investigated the properties of beta decay of a number of nuclei, the latter being more and more exotic along with technological advances. But in some cases, data suffer from the “Pandemonium” effect. Known since the seventies, this effect is due to the use of high-resolution germanium detectors which have a very low efficiency to detect high energy photons. This may lead to an underestimation of the beta-intensity feeding the high energy levels. To overcome the problem, we use a technique with high intrinsic and geometric efficiencies: the Total Absorption Gamma-ray Spectroscopy (TAGS). In this work, we will focus on the study of three nuclei, measured at IGISOL in Finland, with the fragmented detector DTAS. We present the experimental results and the associated betaintensities, and compared them with the existing databases. This comparison shows a non-negligeable amount of beta-intensity that was not detected before for the three studied nuclei. Then we discuss the impacts of these new results on the reactor calculations (antineutrino spectra, decay heat), and analyze the β-feeding of the high energy levels in the daughter nuclei to study Pygmy Dipole Resonances (PDR or low lying resonances). Lastly, our experimental β-strengths are compared with the Gamow-Teller strengths obtained with a QRPA model
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Conocar, Olivier. "Synthèse et caractérisation de gels hybrides de silice à propriétés complexantes : applications à l'extraction des transuraniens des effluents aqueux." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20202.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la decontamination poussee des effluents aqueux nitriques radioactifs des installations nucleaires, des silices hybrides organiques-inorganiques a proprietes extractantes ont ete developpees. Ces materiaux sont obtenus par la voie sol-gel d'hydrolyse et de polycondensation d'organotrialcoxysilanes a proprietes complexantes avec le tetraalcoxysilane correspondant. Dans un premier temps, la synthese et la caracterisation de silices hybrides a ete effectuee a partir de precurseurs mono et bis-silyles comportant un motif malonamide ou ethylenediamine. Suivant la nature du precurseur, sa fonctionnalite et sa concentration dans le tetraalcoxysilane, des solides possedant des surfaces specifiques et des diametres de pores varies sont obtenus. Dans un deuxieme temps l'extraction du plutonium et de l'americium par ces composes a ete examinee et discutee. D'excellents resultats ont ete obtenus avec les silices hybrides malonamides, tant au niveau des coefficients de partage que des capacites. La comparaison avec des silices greffees ou impregnees avec le meme type de groupement organique est significative a cet egard. Les meilleures performances obtenues avec les silices hybrides peuvent etre en grande partie attribuees a la quantite importante de groupements complexants qu'il est possible d'incorporer dans ces materiaux. Enfin, l'influence de la texture du solide sur ses performances en extraction a ete etudiee. Si l'augmentation de la surface specifique permet l'augmentation des capacites, son influence sur les coefficients de distribution est peu marquante, en particulier dans le cas de l'americium, ce qui montre que les sites de complexation les plus favorables sont situes en surface externe. En vue d'etudier l'influence du diametre de pores, des silices hybrides malonamides macroporeuses ont ete synthetisees. La composition moleculaire de ces materiaux est cependant differente de celle attendue, ce qui empeche toute conclusion quant a l'influence de ce parametre.
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Roque, Vincent. "Caractérisation par méthodes micro-acoustiques de pastilles de dioxyde d'uranium." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20222.
Full textAbstract:
Afin de reduire le volume de matiere a retraiter et ameliorer la productivite des reacteurs nucleaires tout en conservant un niveau de securite eleve, electricite de france tend a accroitre le taux de combustion de dechargement du combustible. Pour constituer les dossiers de justification, edf developpe des codes de calculs pour simuler le comportement thermo-mecanique du combustible nucleaire. Ces logiciels necessitent de connaitre avec precision et localement l'evolution des proprietes du materiau combustible apres irradiation, en particulier son taux de porosite et son comportement mecanique. La fragmentation du combustible, le gradient important dans l'evolution de ses proprietes rendent difficile l'utilisation des methodes traditionnelles. C'est la raison pour laquelle edf s'est tourne vers des techniques locales complementaires, la micro-indentation d'une part et des methodes acoustiques (microscopie acoustique et micro-echographie) d'autre part, capables d'analyser les materiaux actifs. L'objectif de cette these etait d'adapter les methodes acoustiques a l'etude des pastilles de dioxyde d'uranium, utilisees comme combustible dans les reacteurs a eau pressurisee. Pour ce faire, des protocoles d'acquisitions ont ete mis en place pour mesurer la vitesse de rayleigh et la vitesse longitudinale de l'uo 2 de maniere precise. En utilisant ces protocoles, nous avons etalonne les techniques acoustiques mises en uvre sur des pastilles de combustible non irradie aux proprietes connues. Cette demarche nous a permis de quantifier l'influence de differents parametres physico-chimiques de l'uo 2 sur les valeurs des vitesses ultrasonores mesurees. En particulier, l'influence determinante de la porosite a ete mis en evidence et des lois empiriques de variations des vitesses en fonction de ce parametre ont ete etablies. Par ailleurs, une methodologie a ete mise en place pour deduire independamment les constantes elastiques intrinseques et le taux de porosite de l'uo 2 irradie.
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Lateb, Ghania. "Hétérogénéité d'une formation géologique sur 100 km ? : comparaison d'une argile remaniée et non remaniée." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1998. http://www.theses.fr/1998ECAP0659.
Full textAbstract:
Cette recherche se situe dans la perspective d'une relation entre géologie et mécanique d'une part entre mécanique des sols et des roches d'autre part. Le tunnel sous la manche et une centrale nucléaire PY permettent de comparer l'aspect mécanique d'une même formation géologique sur environ 100km de distance, avec entre les deux sites une déformation tectonique importante. Cette homogénéité est telle que l'on trouve des oedomètres presque superposables à près de 100km de distance. Par contre on observe une grande dispersion des essais triaxiaux. Cependant les résultats peuvent se regrouper en les classant en fonction du pourcentage de CaCO3 (>30%). Si ce pourcentage est inferieur à 10%, le paramètre WL des limites d'Atterberg est préférable. Entre 10 et 30%, WL joue sur la densité par contre le pourcentage de CaCO3 joue sur les modules. Un modèle de calcul du tassement d'une centrale nucléaire par le calcul d'un module homogénéise d'un massif forme de plusieurs couches de matériaux différents est proposé. Le tassement obtenu avec ce modèle est très proche du tassement constate dans les observations in-situ.
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El, Ouenzerfi Riadh. "Propriétes thermodynamiques des britholites CaxLay(SiO4)6-u(PO4)uO1, étude des propriétés de fixation et de diffusion des ions lanthanides et transuraniens dans les britholites : application dans le domaine des luminophores et du stockage des déchets nucléaires." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10025.
Full textAbstract:
Les travaux, objet de ce mémoire, concernent en particulier, la synthèse et la caractérisation des oxy-silicophosphates apatitiques. Cette étude traite en première partie de l'investigation du système quaternaire CaO-La2O3-SiO2-P2O5 afin de délimiter un domaine d'existence d'apatites phosphosilicatées pures. Ensuite, l'identification et la caractérisation des phases obtenues par les méthodes d'analyse chimique, de microsonde électronique, de DRX, et des spectroscopies IR et Raman. L'étude de la solubilisation et de la diffusion de l'uranium dans les matrices apatitiques a été réalisée à partir de la détermination de la limite de substitution, du degré d'oxydation ainsi que du coefficient de diffusion de l'uranium dans une apatite phosphosilicatée. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l'étude des propriétés de luminescence des ions Eu3+ et Ce3+ dans les apatites phosphosilicatées. Dans son ensemble, ce travail permet à présent d'avoir une vision globale, plus large, de la famille des apatites oxy-silicophosphatées et des conditions de leur synthèse. L'étude des propriétés physico-chimiques des britholites dopées aux ions actinides et lanthanides pourra à l'avenir servir de base à l'étude des propriétés optiques de ces matrices.
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Henri, Maxime. "Etude des propriétés de transport et d'équilibration de la matière nucléaire dans le domaine de l'énergie de Fermi." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMC239/document.
Full textAbstract:
L’équation d’état de la matière nucléaire est un outil primordial dans la description des collisions entreions lourds, mais également dans la description de la formation d’objets ou de phénomènes astrophysiques(structure des étoiles à neutrons, fusion d’étoiles à neutron). Établir l’équation d’état de la matière nucléairerequiert de définir de manière précise les conditions thermodynamiques (densité, température, asymétrie pro-ton/neutron) dans lesquelles le systèmes évolue. Dans ce travail, nous abordons la problématique de l’étatd’équilibration maximal qui est atteint dans les collisions entre ions lourds, en terme d’énergie et d’isospin.Pour cela, nous utilisons la base de données expérimentale du multi-détecteur INDRA construite par lacollaboration au cours de ces 25 dernières années, en nous intéressant plus particulièrement aux collisionscentrales dans le domaine de l’énergie de Fermi, entre 10 et 100 MeV/nucléon. Nous présentons ainsi dansce document, comment à l’aide de simulation dédiées, il nous a été possible de relier le pouvoir d’arrêt de lamatière nucléaire à la section efficace de collision nucléon-nucléon dans la matière nucléaire. Nous apportonségalement des éléments de réponse au regard du transport de l’isospin dans les collisions centrales à l’aidedes rapports isobariques A = 3 construits à partir des tritons et des hélium-3. Ces différents résultats nouspermettent de mettre en avant le nouveau dispositif expérimental mis en place par les collaborations INDRAet FAZIA : le multi-détecteur FAZIA. Ce dernier est le résultat d’une période de recherche et développementde dix ans, ayant abouti à un multi-détecteur embarquant son électronique numérique sous vide, avec desperformances d’identification accrues (mesure de la charge Z et de la masse A jusqu’à Z = 25) par rapportaux multi-détecteurs des générations précédentesThe nuclear matter equation of the state is an essential tool in the description of heavy ion collisions,but also in the description of the formation of astrophysical objects or phenomena (neutron star structure,neutron stars fusion). Establishing the nuclear matter equation of state requires a proper definition of thethermodynamic conditions (density, temperature, proton/neutron asymmetry) in which the system evolves.In this work, we address the issue of equilibration reached in heavy ion collisions, in terms of energy andisospin. To do this, we use the experimental database of the INDRA array built by the collaboration over thepast 25 years, focusing on central collisions in the Fermi energy domain, between 10 and 100 MeV/nucleon.In this document, we present how, with the help of dedicated simulations, it has been possible to link thestopping power of nuclear matter to the in-medium nucleon-nucleon cross-section. We also provide someanswers regarding isospin transport in central collisions using the isobaric ratios A = 3 based on the tritonsand helium-3 particles. These different results allow us to highlight the new experimental apparatus devel-loped by the INDRA and FAZIA collaborations : the FAZIA array. The latter is the result of a ten-yearperiod of research and development, resulting in an array embedded its digital electronic under vacuum, withincreased identification performance (measurement of the Z charge and A mass up to Z = 25) compared tothe previous generations arrays
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Janots, Emilie. "Propriétés thermochimiques et relations de phase des minéraux de terres rares : stabilité dans le milieu naturel et application au stockage des actinides en contexte géologique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00477162.
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La compréhension de la stabilité et des relations de phases des minéraux de terres rares est devenue indispensable dans des domaines aussi variés que le stockage des déchets nucléaires, la datation du métamorphisme ou encore la géochimie des terres rares. L'évaluation de la stabilité de ces minéraux sur une gamme de températures inférieures à 500 °C a été au centre de ce travail. Pour cela, nous avons combiné des études analogiques et expérimentales, et l'acquisition de propriétés calorimétriques. Les occurrences naturelles ont été étudiées dans des roches métamorphiques dites de "basses températures". Les échantillons ont été collectés dans des schistes noirs du moyen pays himalayen et dans les métapélites du Rif (Maroc). Les minéraux, ont été identifiés à l'échelle micrométrique par une pétrologie fine combinant microscopie à balayage et microsonde électronique. Si dans des conditions de « très basse température » (T < 300 °C), les terres rares sont principalement incorporées dans des phases détritiques ou authigènes comme la florencite, la monazite apparaît pour des températures aussi faibles que 350 °C dans les échantillons rifains et himalayens. Avec l'augmentation du métamorphisme, les monazites réagissent pour former une épidote de terres rares, l'allanite. Les âges U-Th-Pb de la monazite, obtenus par microsonde ionique, démontrent que celle-ci peut cristalliser pour des conditions bien inférieures à celles qui sont admises communément et qu'elle présente un bon potentiel comme géochronomètre du métamorphisme de bas degré. Les propriétés thermodynamiques ont été acquises pour les minéraux suivants : les pôles fuorés et hydroxylés de l'apatite silicatée au lanthane ou britholite, Ca2La3(SiO4)3(OH,F), la monazite, LaPO4, et l'épidote-Mg lanthanée ou dissakisite CaLaMgAl2(SiO4)3(OH). Les enthalpies de formation ont été obtenues par calorimétrie de dissolution à 973 K (Bochum , Allemagne). La chaleur spécifique (Cp) de la monazite à basses températures [20-300 K] et pression atmosphérique a été mesurée par calorimétrie adiabatique (LPC, Orsay). Les chaleurs spécifiques entre 143 et 723 K ont été déterminées par calorimétrie différentielle à balayage (Perkin Elmer 7, Kiel, Allemagne). Ces données ont été introduites dans la base de données de Berman (1988), afin de calculer les équilibres entre minéraux de terres rares dans le système chimique La2O3-CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-H2O. Les résultats calorimétriques nous ont permis également d'étudier la solubilité des minéraux proposés comme matrice de confinement des actinides mineurs : l'apatite silicatée de terres rares et la monazite. Les diagrammes de solubilité calculés montrent que ces deux minéraux sont très peu solubles pour certaines conditions de pH. Pour valider ces résultats, la résistance de ces minéraux a été évaluée dans un dispositif expérimental en présence de réactifs simulant le champ proche du concept de stockage (argiles, ciment). La faible solubilité de ces phases nous a poussé à choisir un dispositif expérimental sous gradient thermique (320 – 400 °C) afin d'obtenir des taux de réaction compatibles avec des durées d'expériences raisonnables. Apres deux à huit mois, les deux minéraux de terres rares sont toujours présents et ont peu réagi, ce qui est cohérent avec leur grande stabilité thermochimique et naturelle. En comparaison, ces deux minéraux sont bien plus résistants que le phosphate di-phosphate de thorium, Th4(PO4)4P2O7, proposé également pour le conditionnement des radionucléides. Cette étude montre que la monazite peut cristalliser à des températures inférieures à 350 °C. La florencite apparaît comme un bon candidat d'altération des minéraux de terres rares en conditions supergènes. Aux conditions de HP-BT, la monazite et la florencite réagissent pour former de l'allanite. La monazite présente d'excellentes qualités de matrice d'actinides en terme de durabilité chimique. La stabilité des apatites silicatées est favorisée par les conditions attendues en contexte d'enfouissement.
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Saad, Rawad. "Etudes physico-chimiques des plasmas induits par laser pour l'analyse quantitative des matériaux dans les systèmes nucléaires." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0172/document.
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La LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) est une technique d’analyse multi-élémentaire basée sur la spectroscopie d’émission optique surplasma créé par laser. Elle est bien adaptée pour l'analyse en milieu hostile notamment dans l'industrie nucléaire. Des mesures quantitatives sont fréquemment réalisées sur des échantillons solides ou liquides mais, dans certains cas, des comportements atypiques des signaux émis par le plasma ont été observés dans les expériences LIBS. Afin d’éviter ou de limiter d’éventuelles conséquences sur la précision des mesures, il est nécessaire d’améliorer la compréhension de ces phénomènes. L’objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse est d’étudier les réactions chimiques se produisant à l’intérieur d’un plasma généré par laser lors d’une analyse LIBS. Des expériences sur un matériau modèle, d’aluminium métallique pur, ont eu pour but de mettre en évidence la dynamique des recombinaisons moléculaires en fonction du gaz ambiant utilisé par l’étude de l’évolution temporelle des raies d’émission atomiques Al I et des bandes moléculaires AlO et AlN. Un effet d’excitation collisionnelle a été mis en évidence pour un niveau électronique particulier de l’aluminium dans le cas d’une ambiance d’azote. Cet effet disparaît sous air. Des expériences d'imageries de plasma ont été menées pour localiser spatialement les zones où se déroulent ces recombinaisons et des effets spectaculaires de projection de particules ont été mis en évidenceLaser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) is a multi-elemental analysistechnique very well suited for analysis in hostile environments particularly in thenuclear industry. Quantitative measurements are frequently performed on liquid orsolid samples but in some cases, atypical signal behaviors were observed in theLIBS experiment. To avoid or minimize any impact on measurement accuracy, it isnecessary to improve the understanding of these phenomena. In the framework of athree-year PhD thesis, the objective was to study the chemical reactions occurringwithin laser-generated plasma in a LIBS analysis. Experiments on a model material (pure aluminum sample) highlighted thedynamics of molecular recombination according to different ambient gas. Thetemporal evolution of Al I atomic emission lines and molecular bands of AlO and AlNwere studied. A collisional excitation effect was identified for a peculiar electronicenergy level of aluminum in the case of a nitrogen atmosphere. This effectdisappeared in air. The aluminum plasma was also imaged during its expansionunder the different atmospheres in order to localize the areas in which the molecularrecombination process takes place. Spectacular particle projections have beenhighlighted
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Marchetti, Mara. "Elastic properties characterization of nuclear fuels under extreme conditions." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTS053/document.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche vise à étudier les propriétés élastiques par microscopie acoustique du combustible nucléaire dans trois situations particulières: combustible en utilisation normale en réacteur nucléaire, combustible stocké après la période d’irradiation et combustible en conditions extrêmes suite à un accident nucléaire. Les mesures réalisées sur les échantillons irradiés ont conduit à plusieurs résultats majeurs: validation d’une loi corrélant la vitesse des ondes de Rayleigh à la densité du dioxyde d’uranium irradié ou frais; détermination de la porosité dans le combustible irradié; évaluation du gonflement de la matrice en fonction du taux de combustion dans la gamme 0-100 GWdt-1M; développement d'un modèle empirique capable de prévoir la variation de module de Young en fonction du taux de combustion en prenant même en compte la teneur en dopants (Gd2O3, CeO2) ; quantification de l’évolution du module de Young du combustible suite à l'endommagement en stockage ; premières mesures sur du corium. Enfin, grâce au lien entre les propriétés thermiques et élastiques, différentes propriétés thermiques de l'UO2 ont été calculées en mesurant la vitesse de l'onde de surface de Rayleigh seuleThe focus of the present thesis is the determination of the elastic properties of nuclear fuel using high frequency acoustic microscopy. The nuclear fuel is considered under three different conditions: during its normal life in reactor, after its discharge and disposal in interim or long-term storage and subsequently to its severe degradation caused by a nuclear accident. Measurements performed on irradiated fuels allowed to validate a law between the density of fresh and irradiated fuel and the Rayleigh wave velocity; the determination of the irradiated fuel porosity and matrix swelling in the broad burnup range 0-100 GWdt-1M; the development of an empirical model capable of predicting the evolution of Young's modulus versus burnup correcting also for the additives content (Gd2O3, CeO2); Young's modulus evolution due to alpha-decay damage as in-storage condition; first corium measurements. Moreover, several UO2 thermal parameters were calculated only by means of the Rayleigh wave velocity thanks to the link between thermal and elastic properties
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Fodil, Abderrahmane. "Étude du comportement mécanique d'argiles naturelles de l'expérience à la modélisation." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1998. http://www.theses.fr/1998ECAP0575.
Full textAbstract:
Toutes les études des grands ouvrages de génie civil avec éléments finis rencontrent de grandes difficultés à déterminer les paramètres des lois de comportement de leur sol d'assise. La détermination de ces paramètres repose sur les mesures in situ et en laboratoire. Il est donc important de développer une méthodologie intégrée d'interprétation de ces mesures. Dans le cadre d'un programme de recherche associant chercheurs et maitres d'ouvrages, le ministère en charge de la recherche apporta son soutien pour le projet fondations des grands ouvrages de génie civil, en collaboration avec EDF-Septen, Cneh, Tegg le laboratoire 3S de Grenoble et le laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux de l'École centrale de Paris afin d'étudier de grands ouvrages existants. Les ouvrages sélectionnés pour cette étude sont le barrage du Flumet et une centrale nucléaire pour d'un côté la connaissance de leurs déformations d'assises et d'un autre pour la quantité de résultats expérimentaux existants. Il s'agit pour ces sols de sélectionner et compléter la validation d'approches innovantes d'analyses associant acquisitions de données par des essais de laboratoires et in situ et modélisation numérique. En se basant sur une étude expérimentale détaillée, nous avons d'abord étudié l'effet du temps sur le comportement mécanique de l'argile naturelle du Flumet. Nous présentons ensuite les résultats d'une étude des caractéristiques en petites déformations du sol fortement surconsolidé et altère, constituant les fondations d'une centrale nucléaire d'électricité de France. Nous avons pu montrer avec cette étude qu'il est aujourd'hui possible, moyennant la mise en œuvre d'une méthodologie adaptée, de caractériser l'interaction sol-structure et de comprendre le comportement de grands ouvrages de génie civil.
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Bouzon, Christophe. "Influence des paramètres de synthèse sur les propriétés d'une optode chimique préparées par procédé sol-gel. Application à l'analyse en ligne de fortes acidités." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20122.
Full textAbstract:
Une optode chimique a ete optimisee pour la mesure en ligne de fortes concentrations d'acide nitrique (1 a 10 n) issues de l'industrie du retraitement du combustible nucleaire. Le principe de fonctionnement de cette optode est base sur l'absorption de lumiere d'un indicateur colore, le chromoxane cyanine r (ccr) dont le spectre d'absorption evolue en fonction de l'acidite. Cet indicateur est emprisonne a la surface d'une fibre optique, dans une matrice de silice poreuse realisee par procede sol-gel. En s'appuyant sur l'etude de caracterisation de l'optode, il a ete possible de mener une etude de criblage sur les parametres de synthese en relation avec la reticulation du sol (par rmn 2 9si). Cette etude a ete realisee a l'aide d'un plan d'experimentation base sur une matrice d'experiences d'hadamard. Les parametres apparaissant comme les plus influents ont ete optimises a l'aide de reseaux uniformes de doelhert. Cette optimisation a permis de mettre en evidence une correlation quantifiable entre les reponses des optodes et les parametres de synthese des sols. Le parametre le plus influent est le ph de la phase aqueuse : lorsqu'il est fixe sous le point isoelectrique (pie) de la silice, le xerogel microporeux permet de fabriquer une optode dont le signal est stable au cours du temps. Parmi les autres parametres influents, le taux d'hydrolyse est fixe a r = 4 et la temperature de murissement a 55\c. Le precurseur le plus approprie est le tmos car il permet de fabriquer une couche qui se stabilise rapidement. Cette optode peut desormais fonctionner pendant plus de 6 mois en circulation continue d'acide nitrique 8 n (contre moins de 5 jours auparavant). Elle peut mesurer d'autres acides forts tels que les acides chlorhydrique et perchlorique.