Добірка наукової літератури з теми "Défauts de radiation"

Résumé L’étude porte sur des lettres de recours gracieux adressées par des chômeurs en vue de contrer et contester leur radiation provisoire des listes de l’Agence nationale pour l’emploi. La réflexion montre que ce dispositif d’écriture — la possibilité de demander une grâce exceptionnelle à une administration — suscite une procédure de subjectivation dans laquelle la propriété personnelle du « chômage » est affirmée. Dans cette perspective, les prises d’écriture révèlent un profond désarroi, une temporalité quotidienne défaite et une sourde révolte à peine audible contre l’administration.

Objective : Evaluate the patient radiation doses and the justification of chest radiography in children, in Yaoundé – Cameroon. Methods : A cross-sectional study was carried out on 118 children aged from 0 to 15 years in the Radiology units of Yaoundé gyneco-obstetrical and pediatric Hospital, University Hospital Center, and the Medical Centre of CNPS within 5 months (January – Mai 2016). The justification of the chest radiographies was evaluated from the pertinence of the clinical indications. The clinical information were categorized and compared to the recommendations of the Radiology Good practice guide. The Entrance Surface Dose (ESD) was calculated using the Davies formula (ESAK) = O/P × (kV/80)2 × (100/DFP) 2× mAs × BSF ; where the X-Ray tube output (OP) of the radiology equipment was calculated for a voltage of 80 KV and a charge of 20 mAs, with a source to skin distance of 1 metre. The other data collected and analyzed where the qualification of the prescriber, the age, height and Body mass index of the patients. Results : 21 radiographies where excluded due to poor image quality. The three X-ray machines included in the study were analog radiography, Digital Radiography and Computed Radiography. In our study, 58% of patients were male. The largest age group was children aged 2 to 12 months (38, 1%). The mean age was 39.08 months (± 47.6). The radiography was justified in 82.5% of cases regardless of the qualification of the prescriber. In 74% of cases, the ballots showed no research question. There was no significant correlation between the prescriber and the justification of the radiography. The X-ray tube voltage varied between 50 and 121 kV, while the average charge was 2.78 mAs (± 1.4). The source to skin distance ranged between 104 and 189 centimeters, with an average of 146 cm (± 15). We observed a high variability of the voltage used in infants, between 80 and 100 kV. The lowest charge values ​​(1.3 ± 0.3 mAs) were used in CHE / CNPS, highest values (6.5 ± 3.5) were delivered to new-born in HCY. The values ​​of the entrance surface doses generally ranged from 21.1 to 304.1 µGy with an average of 117.3 (± 53.1) µGy. Only the analog radiography equipment of HCY had X-ray filters of at least 2.5 mm Al corresponding to the minimum recommendations of the RP 162 of the European Commission. However, the X-Ray tube output of the HCY’s radiography device calculated (18.09 µGy / mAs) was Inferior to the normal according to IAAE. The values ​​of ESD in HGOPY and CHE / CNPS were higher than those recommended by the NRPB and the European Commission. The value of ESD generally increased with age. The study highlighted the fact that the ESD value decreased as the source to skin increased. Meanwhile, the ESD value increased as the voltage and charge increased (r = 0.407; p <0.001). Conclusion: This study was an approach to the evaluation of exposure levels for chest radiography in children in Yaounde. A significant proportion of examinations was unjustified (17.5%). The average recorded doses were significantly higher than those recommended in international DRLs for most age groups; this is certainly linked to the failure to implement international recommendations regarding radiographic technics and the equipment. RESUME Objectif : Evaluer la dose-patient et la justification des indications de la radiographie du thoracique de face de l’enfant à Yaoundé. Matériels et méthode : Etude transversale portant sur 118 enfants âgés de 0 à 15 ans, reçus dans les services de Radiologie de l’Hôpital Gynéco-Obstétrique et Pédiatrique de Yaoundé (HGOPY), l’Hôpital Central de Yaoundé (HCY) et du Centre Hospitalier de la CNPS (CHE/CNPS), en 5 mois (Janvier à Mai 2016). La justification des radiographies réalisées était appréciée à partir de la pertinence de l’indication clinique. Les renseignements cliniques étaient catégorisés, puis confrontés à la mention d’indication et aux grades de recommandation du Guide de Bon Usage de la SFR. La Dose d’Entrée de Surface (DES) a été calculée par la formule de Davies : (ESAK) = O/P × (kV/80)2 × (100/DFP) 2× mAs × BSF ; où le rendement des appareils (O/P) a été calculé pour une tension de 80kV pour 20 mAs à 1 mètre du foyer. Les autres données recueillies et analysées étaient l’âge, la taille, l’IMC des patients et la qualification du demandeur. Résultats : 21 radiographies ont été exclues pour mauvaise qualité de l’image. Les 3 appareils de radiographie inclus dans l’étude étaient de types analogique, Digital Radiography (DR) et Computed Radiography (CR). 58% des patients étaient de sexe masculin. Le groupe d’âge le plus représenté était celui des enfants de 2 à 12 mois (38,1%). L’âge moyen était de 39,08 mois (± 47,6). L’examen était indiqué dans 82,5% des cas quel que soit la qualification du prescripteur. Dans 74% des cas, les bulletins ne présentaient aucune question de recherche. Il n’y avait pas de corrélation significative entre le prescripteur et la justification de l’examen. La tension du tube radiogène variait entre 50 et 121 kV, tandis que la charge moyenne était de 2,78 mAs (± 1,4). La distance Foyer Peau variait entre 104 et 189 centimètres, pour une moyenne de 146 cm (±15). On observait une grande variabilité de la tension utilisée chez les nouveau-nés, entre 80 et 100 kV. Les valeurs de charge les plus faibles (1,3±0,3 mAs) étaient utilisées au CHE/CNPS, les plus élevées (6,5±3,5) étaient octroyées aux nouveau-nés à l’HCY. Les valeurs des doses d’exposition à la surface variaient globalement de 21,1 à 304,1 µGy avec une moyenne de 117,3 (±53,1) µGy. Seul l’appareil de radiographie de l’HCY possédait une filtration du tube d’au moins 2,5 mm Al correspondant aux recommandations minimales du RP 162 de la commission européenne. Toutefois, à l’HCY le rendement de l’appareil calculé (18,09 µGy/mAs) était inférieur à la normale selon le RP 162 de la commission européenne. Les valeurs des DES à l’HGOPY et au CHE/CNPS étaient supérieures à celles recommandées par la National Radiological Protection Board (NRPB) et la commission européenne. L’étude a permis de mettre en évidence une influence négative de la Distance foyer-peau sur la valeur de la DES, ainsi qu’une influence positive de la tension et de la charge (r = 0,407 ; p < 0,001) utilisée sur la valeur de DES. Conclusion : Cette étude a constitué une approche de l’évaluation dosimétrique des niveaux d’exposition pour la procédure diagnostique qu’est la radiographie du thorax chez l’enfant à Yaoundé. Une proportion importante d’examens était non indiquée (17,5%). Les moyennes des doses relevées étaient largement plus élevées que celles recommandées dans les NRDs internationaux pour la plupart des groupes d’âges, ceci étant lié assurément au défaut d’application des recommandations internationales, en ce qui concerne la technique radiographique, ainsi que l’équipement.

Nous présentons une modélisation quantitative de la redistribution des défauts ponctuels (DPs) et de la ségrégation induite par irradiation (SII) sur les défauts étendus, dans des alliages modèles dilués Ni(B ≡ Ti, Cr) et Fe(B ≡ P, Mn, Cr, Si, Ni, Cu). Le changement de composition chimique au voisinage des défauts étendus joue un rôle décisif sur l’évolution de la microstructure et les propriétés mécaniques d’un matériau. L’irradiation génère des défauts ponctuels, qui diffusent en s’échangeant avec les atomes voisins, s’annihilent en se recombinant entre eux ou en interagissant avec des défauts étendus (qui agissent comme des puits de DPs). Les flux de DPs vers les puits induisent des flux atomiques dans le même sens ou le sens opposé des flux de DPs, produisant ainsi la SII aux puits. Nous étendons la théorie de champ moyen auto-cohérent aux déplacements atomiques forcés (DAF), mécanismes de diffusion athermiques générés par une cascade de déplacements sous irradiation. L’implémentation de nos développements théoriques dans le code KineCluE, nous permet de calculer les flux de DPs et d’atomes, et leurs couplages. A partir du calcul des flux en fonction de la température, de la composition, et du champ de déformation ; et d’un traitement de type cinétique chimique des réactions de production et d’annihilation des DPs, nous obtenons les profils stationnaires de SII. Dans chacun des régimes cinétiques particuliers pour lequel, l’une des réactions des DPs domine par rapport aux autres, nous obtenons les expressions analytiques des profils stationnaires des DPs et solutés sur les puits planaires. Pour rendre compte de l’effet du champ de déformation généré par une dislocation coin sur la SII et sur les taux d’élimination des DPs sur la dislocation, nous résolvons numériquement les équations d’élastodiffusion. A partir d’une base de données ab initio des énergies de liaison, des dipôles élastiques, et des fréquences d’échange atome-DP dans, nous réalisons une étude systématique des effets de la microstructure et des conditions d’irradiation sur les propriétés de diffusion, les taux d’élimination des DPs aux puits, et la SII. Nous montrons que : (i) les boucles de dislocations sont enrichies en Ni dans Fe(Ni) et appauvries en Ti dans Ni(Ti), et les quantités ségrégées sont en bon accord avec les valeurs expérimentales mesurées dans les alliages modèles Fe(Ni) et Ni(Ti) irradiés aux ions ; (ii) à fort flux, basse température, et grande force de puits de la microstructure, les évènements DAF réduisent sensiblement la SII, tout particulièrement dans les alliages base Ni ; (iii) les décalages en température calculés pour simuler les effets d’une irradiation aux neutrons par une irradiation aux ions, peuvent être très différents selon le phénomène induit par irradiation que l’on étudie, le régime cinétique dans lequel le système évolue, et la nature chimique de l’alliage étudié ; (iv) l’interaction entre les DPs et les atomes de soluté modifie le facteur de biais d’absorption entre lacunes et interstitiels d’une dislocation coin. Ainsi l’ajout de Ni produit un biais négatif alors que l’ajout de Mn augmente le facteur de biais (jusqu’à 200% de la valeur dans Fe pur sous contrainte), suivant la température et la composition ; (v) la contrainte augmente significativement la quantité de la ségrégation de soluté dans Fe(Ni) (par exemple, 400% de la valeur sans élasticité à 400K), et change le signe de la SII dans Fe(Cr)
We present a quantitative modeling of the point-defect (PD) redistribution and solute radiation-induced segregation (RIS) at extended defects in dilute Ni(B ≡ Ti, Cr) and Fe(B ≡ P, Mn, Cr, Si, Ni, Cu) alloys. The change in chemical composition, in the vicinity of extended defects, plays a decisive role on the evolution of the microstructure and mechanical properties of materials. Irradiation produces PDs, that diffuse by exchanging with neighboring atoms, annihilate by mutual recombination or by interacting with extended defects (that act as PD sinks). The fluxes of PDs towards sinks lead to atomic fluxes in the same or opposite direction of the PD flux; thereby producing RIS at sinks. We extend the self-consistent mean-field theory to forced atomic relocations (FARs), athermal diffusion mechanisms generated by displacement cascades under irradiation. The implementation of the extended theory in the KineCluE code allows us to compute PD and atomic fluxes, and their couplings. From the calculation of fluxes as a function of temperature, composition, and strain field; and a mean-field treatment of the production and annihilation reactions of PDs, we obtain the steady-state RIS profiles. In each of the particular kinetic regimes for which one of the PD reactions dominates over the others, we derive analytical expressions of steady-state profiles of PDs and solute atoms at planar sinks. To account for the effect of strain generated by an edge dislocation on the RIS and PD elimination rates, we numerically solve the elastodiffusion equations. Based on an ab initio database of binding energies, elastic dipoles, and atom-PD exchange frequencies, we perform a systematic study of the effects of the microstructure and irradiation conditions on diffusion properties, PD elimination rates at sinks, and RIS. We show that: (i) the dislocation loops are enriched in Ni in Fe(Ni) and depleted in Ti in Ni(Ti), and the calculated amounts of RIS are in good agreement with the experimental values measured in model Fe(Ni) and Ni(Ti) alloys irradiated by ions; (ii) at high flux, low temperature, and high sink strength, forced atomic relocations significantly reduce RIS, especially in Ni-based alloys; (iii) the temperature shifts calculated to simulate the effects of neutron irradiation by ion irradiation can be very different depending on the radiation-induced phenomenon, the kinetic regime in which the system evolves, and the chemical nature of the investigated alloy; (iv) the interactions between PDs and solute atoms change the absorption bias between vacancies and interstitials of an edge dislocation, as for instance, the addition of Ni leads to a negative bias while the addition of Mn increases the bias factor (up to 200% of the strained pure Fe value), depending on temperature and composition; (v) the dislocation strain field significantly increases Ni RIS (e.g., about 400% of the strain-free value at 400K) in Fe(Ni), and changes the sign of RIS in Fe(Cr)

Lors de l’irradiation en réacteur, des gaz de fission tels que le xénon et le krypton sont produits. Ces gaz diffusent dans le combustible, mais peuvent également précipiter sous forme de bulles. En outre,les réactions de fission conduisent à la formation de défauts ponctuels (lacunes ou interstitiels) et sous forme d’amas (dislocations ou cavités). L’obtention de données expérimentales sur la migration des gaz de fission en présence de défauts est nécessaire afin d’améliorer la compréhension et la modélisation du comportement du combustible sous irradiation. La démarche mise en place dans ce travail a pour objectif d’étudier la diffusion thermique des gaz et de comprendre leur interaction avec les défauts d’irradiation. Elle repose sur la réalisation d’études à effets séparés couplant des irradiations/implantations aux ions à des techniques de caractérisation fines. La Spectroscopie d’Annihilation des Positons (SAP) complétée par la Microscopie Electronique en Transmission (MET)permet de caractériser les défauts (ponctuels et/ou sous forme d’amas) générés par l’irradiation et de suivre leur évolution en température. En parallèle, la modélisation des cinétiques de relâchement des gaz rares mesurées par désorption thermique couplée à la spectrométrie de masse, permet d’obtenir les coefficients de diffusion des gaz et de mettre en lumière les phénomènes de piégeage opérants. La synthèse de ces résultats expérimentaux nous amène à identifier les mécanismes de migration des gaz et à décrire leurs interactions avec les défauts d’irradiation
During in-reactor irradiation, fission gases such as xenon or krypton are produced. In the fuel, those gases diffuse and precipitate to form bubbles. In addition, fission reactions induce small defects(vacancies and interstitials) and larger defects (cavities and dislocations) formation. Data acquire menton fission gases migration considering radiation-induced defects is thus necessary to better understand and improve models of in-pile fuel behavior. The experimental approach developed in this work aims to study thermal diffusion of rare gases and to understand their interaction with radiation-induced defects.To do this, separated effect studies were performed coupling ion implantations/irradiations to fine characterization techniques. Positron Annihilation Spectroscopy (PAS) coupled to Transmission Electron Microscopy (TEM) observations allows for defects characterizations (vacancies and/or cavities induced by ion implantation) and for their thermal behavior study. On the other hand, gas release measurements are performed by thermal desorption spectrometry. Simulation of gas kinetic release allows to determine diffusion coefficients and to lighten trapping mechanisms. The synthesis of those various experimental results brings us to identify gas migration mechanism and to describe their interaction with radiation-induced defects

L'environnement spatial est constitué de particules énergétiques comme les protons ou les électrons qui produisent dans le matériau des déplacements atomiques responsables de la dégradation des propriétés électriques des composants embarqués. Habituellement, pour prédire les dégradations subit d’un composant en fin de mission, et dire si il vérifie les spécifications en vigueur, on utilise la « dose équivalente de dommage» qui est déduite du pouvoir d'arrêt nucléaire (NIEL : Non Ionizing Energy Loss). Dans certains cas, ces méthodes de prédictions qui dépendent de la précision sur les NIEL, montrent leurs limites, notamment pour les électrons. Nous proposons dans ce travail, un nouveau modèle de NIEL qui intègre aux hypothèses de calculs classiques de nouveaux phénomènes physiques. Ce modèle a été validé par comparaison à des dégradations mesurées sur des composants irradiés (concentration de défauts, courants parasites).

Ce mémoire se compose de deux parties, la première consacrée à l'étude des processus multiphotoniques se produisant dans des fibres optiques fortement dopées avec des ions er3+ et yb3+, et la seconde à l'étude des défauts induits par différents traitements dans des fibres germanosilicates. En étudiant la spectroscopie d'émission des fibres fortement dopées, sous excitations visibles (488 nm) et infrarouge (790 - 880 nm), nous mettons en évidence les différents mécanismes aux émissions bleues, vertes et rouge observées. Deux principaux types de processus d'up - conversion peuvent alors être distingués : ceux faisant appel aux transferts d'énergie Yb er et ceux faisant intervenir le phénomène d'absorption dans l'état excité (ESA). L'influence de la longueur de fibre et des concentrations en ions de terre rare sur les efficacités respectives de chacun de ces deux mécanismes est ensuite abordée. Après une présentation bibliographique des différents défauts dans la silice et les fibres germanosilicates, nous présentons le phénomène appelé dépendance modale du spectre d'émission d'une fibre optique, c'est-à-dire la variation du spectre d'émission d'une fibre en fonction du mode excité. L'évolution avec la température d'une bande d'émission centrée autour de 600 nm nous permet ensuite d'attribuer cette émission à des radicaux péroxys. Nous montrons alors que ces radicaux péroxys peuvent être photoinduits dans le CUR des fibres par irradiation intense à 488 nm. Enfin, nous étudions par spectroscopie Raman et spectroscopie d'émission les défauts générés dans deux types de fibres germanosilicates irradiées à 240 nm. Une technique de filtrage spatial du mode excité permet alors de séparer les défauts photoinduits dans le CUR de ces fibres de ceux localisés près de l'interface CUR/gaine

Les particules énergétiques sont souvent impliquées dans les activités de la société moderne. Ils ont contribué à l'essor de l'industrie des semi-conducteurs et pourront à l'avenir jouer un rôle important dans la mise en forme des matériaux de manière contrôlée. Cependant, leur nature énergétique pose de grands défis. Ainsi, il est essentiel d'avoir une compréhension globale des mécanismes sous-jacents des défauts induits par l'irradiation et des changements microstructuraux associés. Expérimentalement, les effets induits par l'irradiation peuvent être suivis par des techniques de caractérisation telles que la rétrodiffusion de Rutherford en mode canalisé (RBS/C) et la diffraction des rayons X (XRD), pour ne citer que ces deux car elles sont extrêmement sensibles aux perturbations au sein des cristaux. Cependant, il n'est pas aisé d'établir un lien clair entre le résultat de la mesure et la quantité et la nature des défauts, et ce lien est généralement fait à partir de modèles phénoménologiques. Dans ce travail de thèse, afin de faire face à ce problème, nous avons couplé modélisations à l'échelle atomique et simulations de signaux de RBS/C et XRD. La première étape a consisté à améliorer un code de simulation RBS/C récemment développé qui peut générer des signaux à partir de structures atomiques. En modifiant les algorithmes décrivant les interactions ion-solide et en ajoutant de nouvelles fonctionnalités, nous avons amélioré la flexibilité du code et son applicabilité à différents types de matériaux. Par la suite, nous avons utilisé le code RBS/C amélioré avec un code pour la DRX, lui aussi utilisant les données de structures atomiques. Avec ces signaux, nous avons extraits des paramètres de désordre et de déformation élastique et nous avons déterminé les cinétiques d'évolution associées et ce, pour un matériau modèle, à savoir UO2. Les défauts d'irradiation ont été générés par dynamique moléculaire (MD) avec la technique de l'accumulation de paires de Frenkel. Les cinétiques issues des modélisations présentent un accord qualitativement étroit avec celles déterminées expérimentalement, indiquant la validité de la méthodologie utilisée. La décomposition des cinétiques modélisées a permis de décrire de façon quantitative l'évolution des différents de types de défauts. Enfin, nous avons calculé les signaux RBS/C et XRD à partir de cellules modèles de Fe produites par MD et contenant chacune un type de défauts à une concentration donnée, les deux informations étant connues. Une comparaison claire du désordre et de la déformation élastique induits par les différents types de défauts dans Fe a été faite. La relation entre le rendement RBS/C et l'énergie des ions sonde a également été étudiée et la dépendance en énergie, fonction de la nature des défauts, a été établie. L'approche globale utilisée dans ce travail doit désormais être étendue et testée dans d'autres matériaux
Energetic particles are involved in many activities of modern society. They constitute a significant aspect of the semiconductor industry and may play important role in shaping materials in a controllable way in the future. However, their energetic nature also poses grand challenges, especially in the nuclear industry. Thus, it is crucial to have a comprehensive understanding of the underlying mechanisms of irradiation-induced defects and the associated microstructural changes. Experimentally, irradiation-induced effects can be monitored by characterization techniques including, but not limited to, Rutherford backscattering spectrometry in channeling mode (RBS/C) and X-ray diffraction (XRD), because they are extremely sensitive to changes in the crystalline structure. However, it is not straightforward to establish a clear link between the characterization results and the defect quantity and nature, and this connection is usually made according to simple phenomenological models. In this thesis work, in order to cope with this problem, we performed RBS/C and XRD atomic-scale modelling. The first step was to improve a recently developed RBS/C simulation code that can generate RBS/C signals from arbitrary atomic structures. By modifying the algorithms describing ion-solid interactions and adding new features, we enhanced the flexibility of the code and its applicability to different types of materials. Subsequently, we employed the improved RBS/C code with a XRD program to compute disordering and elastic strain kinetics of a model material, namely UO2, as a function of irradiation fluence. Radiation defects in UO2 were simulated by molecular dynamics (MD) calculations. Both the strain and disordering kinetics exhibit qualitatively close agreement with those determined experimentally, indicating the validity of the used methodology. The decomposition of the kinetics was performed in order to study the effect of each defect separately, which enables a quantitative description of the disordering and strain build-up processes. Finally, we computed RBS/C and XRD signals from Fe MD cells, each of which contains one single type of defects. A clear comparison of disorder and elastic strain induced by different types of defects in Fe was made. The relation between RBS/C yield and He energy was also studied using the Fe MD cells, which shows dependency with defect types. The global approach used in this work has the hope to be extended and tested in more materials

Dans les réacteurs à eaux pressurisée, les internes de cuve sont soumis à d’intenses irradiations induisant le mécanisme de corrosion sous contrainte assistée par l’irradiation initié par le phénomène de ségrégation induite par l’irradiation (SIR). La SIR observée dans les aciers austénitiques 316 est modélisée à l’échelle atomique en considérant un alliage ternaire modèle Fe–10Ni–20Cr. Pour atteindre cet objectif, nous avons construit un modèle d’interactions de paires pour le système Fe-Ni-Cr afin de modéliser la SIR par méthodes Monte Carlo. Le modèle d’interactions de paires fut déduit à la fois des calculs DFT (Density Functional Theory) disponibles dans les systèmes pures cubiques faces centrées, mais aussi en effectuant des calculs DFT dans l’alliage Fe–10Ni–20Cr. Les énergies de formation calculées dans cet alliage modèle dépendent fortement de l’environnement local des défauts ponctuels. Nous avons pu ainsi établir une relation liant ces énergies au nombre et à la position des atomes de Ni et de Cr se trouvant à proximité des défauts ponctuels. Dans cette étude, nous montrons qu’un modèle d’interactions de paires uniquement basé sur les interactions entre éléments positionnés sur les sites du réseau (éléments d’alliage et lacune) est incapable de prendre en compte seul à la fois les aspects thermodynamiques et cinétiques de la SIR. Une estimation plus précise des barrières de migration est requise pour les espèces migrantes que celle proposée qui ne prend pas en compte l’environnement du point col. Ce travail montre ainsi qu’il est nécessaire de réaliser des calculs DFT des énergies de migration afin d’être en mesure de calibrer un modèle utilisable dans le cadre de simulations de Monte Carlo cinétique atomique. Nous montrons également que l’ajustement de notre modèle sur les données DFT obtenues pour les interstitiels est incompatible avec la modélisation de la SIR aux électrons
In pressurized water reactors, under irradiation internal structures are subject of irradiation assisted stress corrosion cracking which is influenced by radiation induced segregation (RIS). In this work RIS of 316 stainless steels is modelled considering a model ternary Fe–10Ni–20Cr alloy. For this purpose we have built an Fe-Ni-Cr pair interaction model to simulate RIS at the atomistic level using an atomistic kinetic Monte Carlo approach. The pair interactions have been deduced from density functional theory (DFT) data available in the pure fcc systems but also from DFT calculations we have performed in the Fe–10Ni–20Cr target alloy. Point defect formation energies were calculated and found to depend strongly on the local environment of the defect. As a consequence, a rather good estimation of these energies can be obtained from the knowledge of the number and respective positions of the Ni and Cr atoms in the vicinity of the defect. This work shows that a model based only on interaction parameters between elements positioned in perfect lattice sites (solute atoms and vacancy) cannot capture alone both the thermodynamic and the kinetic aspect of RIS. A more accurate of estimating the barriers encountered by the diffusing species is required than the one used in our model, which has to depend on the saddle point environment. This study therefore shows thus the need to estimate point defect migration energies using the DFT approach to calibrate a model that can be used in the framework of atomic kinetic Monte Carlo simulations. We also found that the reproduction by our pair interaction model of DFT data for the self-interstitial atoms was found to be incompatible with the modelling of RIS under electron irradiation

Nous avons étudié la sensibilité des fibres dopées erbium (EDF) sous irradiation et les défauts induits par celle-ci. Le premier chapitre présente l'état de l'art sur les EDF sous irradiations ainsi que des défauts générés dans la silice par les radiations. Le deuxième chapitre précise les types de radiations utilisés et les moyens expérimentaux mis en oeuvre pour caractériser les réponses des fibres sous irradiation ainsi que les défauts à l'origine des pertes. Dans le troisième chapitre, nous présentons la réponse de plusieurs fibres dopées erbium irradiées aux rayons γ, protons et rayons X pulsés. Les fibres dopées erbium et aluminium présentent des pertes induites par radiation plus élevées que les fibres classiques de transmission des télécommunications (SMF28) ou celles dopées erbium avec peu d'aluminium. La présence de l'aluminium dans la composition du coeur des fibres dopées erbium est en grande partie responsable des pertes induites. Quelque soit le type d'irradiation, les défauts créés par l'irradiation sont liés à la matrice hôte. Nos études montrent aussi que l'erbium n'est affecté qu'à travers son interaction avec les défauts créés. Le quatrième chapitre traite des EDF sous insolation UV et montre que les UV conduisent aux mêmes effets que les rayons γ. Le dernier chapitre présente, quant à lui, l'étude des amplificateurs optiques sous irradiation γ.

Dans les réacteurs à eaux pressurisée, les internes de cuve sont soumis à d’intenses irradiations induisant le mécanisme de corrosion sous contrainte assistée par l’irradiation initié par le phénomène de ségrégation induite par l’irradiation (SIR). La SIR observée dans les aciers austénitiques 316 est modélisée à l’échelle atomique en considérant un alliage ternaire modèle Fe–10Ni–20Cr. Pour atteindre cet objectif, nous avons construit un modèle d’interactions de paires pour le système Fe-Ni-Cr afin de modéliser la SIR par méthodes Monte Carlo. Le modèle d’interactions de paires fut déduit à la fois des calculs DFT (Density Functional Theory) disponibles dans les systèmes pures cubiques faces centrées, mais aussi en effectuant des calculs DFT dans l’alliage Fe–10Ni–20Cr. Les énergies de formation calculées dans cet alliage modèle dépendent fortement de l’environnement local des défauts ponctuels. Nous avons pu ainsi établir une relation liant ces énergies au nombre et à la position des atomes de Ni et de Cr se trouvant à proximité des défauts ponctuels. Dans cette étude, nous montrons qu’un modèle d’interactions de paires uniquement basé sur les interactions entre éléments positionnés sur les sites du réseau (éléments d’alliage et lacune) est incapable de prendre en compte seul à la fois les aspects thermodynamiques et cinétiques de la SIR. Une estimation plus précise des barrières de migration est requise pour les espèces migrantes que celle proposée qui ne prend pas en compte l’environnement du point col. Ce travail montre ainsi qu’il est nécessaire de réaliser des calculs DFT des énergies de migration afin d’être en mesure de calibrer un modèle utilisable dans le cadre de simulations de Monte Carlo cinétique atomique. Nous montrons également que l’ajustement de notre modèle sur les données DFT obtenues pour les interstitiels est incompatible avec la modélisation de la SIR aux électrons
In pressurized water reactors, under irradiation internal structures are subject of irradiation assisted stress corrosion cracking which is influenced by radiation induced segregation (RIS). In this work RIS of 316 stainless steels is modelled considering a model ternary Fe–10Ni–20Cr alloy. For this purpose we have built an Fe-Ni-Cr pair interaction model to simulate RIS at the atomistic level using an atomistic kinetic Monte Carlo approach. The pair interactions have been deduced from density functional theory (DFT) data available in the pure fcc systems but also from DFT calculations we have performed in the Fe–10Ni–20Cr target alloy. Point defect formation energies were calculated and found to depend strongly on the local environment of the defect. As a consequence, a rather good estimation of these energies can be obtained from the knowledge of the number and respective positions of the Ni and Cr atoms in the vicinity of the defect. This work shows that a model based only on interaction parameters between elements positioned in perfect lattice sites (solute atoms and vacancy) cannot capture alone both the thermodynamic and the kinetic aspect of RIS. A more accurate of estimating the barriers encountered by the diffusing species is required than the one used in our model, which has to depend on the saddle point environment. This study therefore shows thus the need to estimate point defect migration energies using the DFT approach to calibrate a model that can be used in the framework of atomic kinetic Monte Carlo simulations. We also found that the reproduction by our pair interaction model of DFT data for the self-interstitial atoms was found to be incompatible with the modelling of RIS under electron irradiation

Dans le cadre de l’entreposage et du stockage des colis de déchets nucléaires et du transport de combustibles usés, nous nous sommes intéressés par l’étude de la production d’hydrogène de deux produits de corrosion de l’aluminium : l’hydroxyde d’aluminium (Al(OH)3) et l’oxyhydroxyde d’aluminium (AlO(OH)).La production du dihydrogène par irradiation de ces matériaux a été étudiée en fonction de la taille et de la structure que ce soit à température ambiante ou après. Afin d’avoir une meilleur compréhension des mécanismes de production de ce gaz, les défauts créés par irradiation ont été caractérisés en utilisant la Résonnance Paramagnétique Electronique (RPE). Différentes sources d’irradiation ont été utilisées comme le rayonnement Gamma, les électrons accélérés et les ions lourds. Dans un second temps, l’effet de l’hydratation de surface des matériaux a été également étudié. Enfin, l’effet de la présence d’impuretés sur la production de H2 a été brièvement étudié
Dihydrogen production is a critical issue for the current management of nuclear wastes. One potential source of hydrogen generation is the radiolysis of hydrated mineral phases encountered in the nuclear waste transportation and storage casks. We chose to study aluminum hydroxide (Al(OH)3) (Bayerite) and oxyhydroxides (AlOOH) (Boehmite) as model compounds. The determination of molecular hydrogen production was evaluated with respect to structure and particle size at room temperature and after annealing. In order to have a better understanding of the mechanisms and to identify the precursors of molecular hydrogen, we studied the irradiation defects and their stabilities using Electron Paramagnetic Resonance (EPR). The effect of adsorbed water and structural water on the molecular hydrogen production was studied. Different radiation sources were used such as Gamma radiation, electron beam radiations and heavy ions. In the last part, preliminary results related to the impact of impurities on hydrogen production are presented

Ce travail de thèse propose une étude sur la modification des propriétés des composés vitreux dopés par des ions Yb3+, à travers des variations de composition, de traitements thermiques ou par rayonnement ainsi que par immersion en milieu aqueux. De nouveaux verres/vitrocéramique type oxyfluorophosphate dopés Yb3+ ont été développés et caractérisés pour obtenir des informations fondamentales sur la cristallisation. L’étude propose également le développement de fibres bioactives cylindriques et rectangulaires à base de verre borosilicate dopées et non dopées constituant respectivement le cœur et la gaine de la fibre. La stabilité de ces fibres en milieu aqueux est suivie en fonction de la géométrie. Cette étude fournit également des informations sur la résistance aux défauts en fonction de la nature du réseau et sur le développement de nouvelles fibres bioactives, dont l’émission pourrait être utilisée pour suivre la dissolution de la fibre dans le milieu aqueux. Cette étude contribue à une meilleure compréhension fondamentale sur la façon dont les modifications de composition et les processus thermiques / de rayonnement peuvent moduler les paramètres de performance des matériaux vitreux dopés par des ions Yb3+
This thesis studies the modification of the properties of glass compounds doped with Yb3+ ions, through variations in composition, thermal or radiation treatments as well as by immersion in aqueous medium. New Yb3+ doped oxyfluorophosphate glass/glass-ceramics have been developed and characterized to obtain fundamental information on crystallization. The study also proposes the development of cylindrical and rectangular bioactive fibers based on doped and non-doped borosilicate glass constituting the core and the clad of the fiber respectively. The stability of these fibers in aqueous medium is monitored according to the geometry. This study also provides information on resistance to defects depending on the nature of the network and on the development of new bioactive fibers, the emission of which could be used to follow the dissolution of the fiber in aqueous medium. This study contributes to a better fundamental understanding of how composition changes and thermal/radiation processes can modulate the performance parameters of glass materials doped by Yb3+ ions