Vers la modélisation de cascades de déplacements dans la zirconolite : détermination de potentiels empiriques

La zirconolite (CaZrTi 2 O 7 ) est envisagee comme matrice cristalline de confinement des actinides (Pu, Cm, Am). Ceux-ci emettent, lors des desintegrations α, des noyaux de recul qui initient des cascades de collisions atomiques au sein du materiau. Ces cascades modifient les caracteristiques structurales de la matrice (amorphisation, gonflement, etc). Il est possible de modeliser a l'echelle atomique les effets des noyaux de recul sur un materiau par dynamique moleculaire (DM). La DM permet de simuler numeriquement le mouvement des atomes en integrant les equations de Newton. Afin de calculer les forces qui agissent sur chaque particule, on a besoin d'un potentiel d'interaction qui modelise le materiau. Entre les ions de charge Z i e et Z j e, on emploie le potentiel empirique de paire dependant de la distance interatomique (r ij ): U ij (r ij )=A ij exp(-r ij /ρ ij )-C ij /r ij 6 +Z i Z j e 2 /4πe 0 r ij . Les deux premiers termes forment le potentiel d'interaction a courte portee de Buckingham. Les parametres du potentiel (A ij , ρ ij , C ij ), caracteristiques des paires de types d'atomes, sont ajustes de maniere empirique par des methodes iteratives, c'est-a-dire par minimisation des differences entre les proprietes physiques experimentales et calculees a partir des potentiels. Cette phase preliminaire est determinante pour les simulations ulterieures de cascades. On presente un jeu de parametres qui modelise au mieux les proprietes physiques de la zirconolite.