IMPLANTATION IONIQUDANS LES MATERIAUX PEROVSKITES (BaZrO3), PAR LA METHODE DE TRANSPORT

Abstract

Certains oxydes pérovskites sous forme cristalline, plus particulièrement la zirconite de baryum (BaZrO3), le titanate de calcium (CaTiO3), et le plomb (Pb), sont des matrices potentielles pour le confinement des produits de fission (Thorium, des actinides mineurs.... Etc). Ce travail concerne l’étude des propriétés physico-chimiques de ces matrices, avec un accent particulier sur leur comportement vis-à-vis de l’irradiation et leur capacité à confiner les produits de fission. Les irradiations à basse énergie et l'incorporation d’analogues stables de produits de fission (Th, He) dans des monocristaux de (BaZrO3) et (CaTiO3) (phase cubique stabilisée avec ABO3) et (Pb) ont été réalisées avec une modélisation numérique. En utilisant comme outil informatique le logiciel SRIM-2008 qui est basé sur la méthode de Monte-Carlo. Pour caractériser le désordre créé par l'irradiation (Th, He), et pour étudier le relâchement des produits de fission. Nous avons aussi déterminé la nature du désordre créé. Les résultats numériques indiquent que l'irradiation de (Pb), (BaZrO3), (CaTiO3) avec comme ions lourds le Thorium de quelques centaines de keV (50-150 KeV) et ion léger comme le noyau de l’hélium de quelques MeV (1-6 MeV) crée un désordre structural important dans les matrices cristallines dans une zone superficielle d’épaisseur de 414 Å à des énergies de l’ordre 80 KeV pour les ions de Thorium est de 106200 Å à des énergies de l’ordre 4.2 MeV pour les ions d’hélium. Le désordre total (amorphisation) n’est jamais atteint dans le cas des deux matériaux à structure pérovskites (la zirconite de baryum (BaZrO3) et le titanate de calcium (CaTiO3)), contrairement au plomb (Pb). Ces résultats montrent également l'influence déterminante de la concentration en produits de fission sur leur relâchement dans les matériaux étudiés, avec une forte augmentation du relâchement quand la concentration excède une valeur seuil, ou en présence de défauts produits par une irradiation avec des ions lourd de thorium (Th) et légère l’hélium (He).