Étude du comportement thermique et sous irradiation du xénon dans l’oxycarbure de zirconium

Les reacteurs GEN IV (GFR) necessitent l’emploi de materiaux d’enrobage ayant une bonne transparence aux neutrons, une conductivite thermique elevee et agissant comme barriere de diffusion pour les produits de fission. Le but de cette etude est de determiner le role de la temperature et de l’irradiation sur le comportement du xenon implante dans l’oxycarbure de zirconium (ZrCxOy). A cet effet, des poudres de deux stoechiometries ZrC0,95O0,05 et ZrC0,8O0,2 ont ete synthetisees puis frittees par frittage flash, ou sous charge. Pour etudier le role de la fluence d’implantation sur la migration thermique du xenon dans le ZrC0.95O0.05, des ions 136Xe2+ ont ete implantes a une energie de 800 keV a trois fluences : 1015, 1016 et 1017 at/cm². Les echantillons ont ensuite ete recuits sous vide secondaire dans une gamme de temperatures de 1500 a 1800°C. Les profils de distribution du xenon ont ete mesures par RBS ou par SIMS. Des analyses par MET, MEB, NBS et PAS-DBS ont ete realisees a chaque etape. Cette etude a montre qu’a 1015 et 1016 at/cm2 le xenon est piege dans des bulles nanometriques dans les murs de dislocations. A 1017 at/cm2, la coalescence des bulles de plus grandes tailles conduit au relâchement du xenon aux joints de grains. Pour les echantillons de ZrC0,8O0,2, les recuits conduisent a une oxydation de surface correlee a un important relâchement du xenon. Parallelement, des experiences d’irradiation ont ete effectuees sur la plateforme JANNUS et aupres du Tandem afin de determiner le role respectif des degâts balistiques et electroniques sur la migration du xenon. Nous avons observe que ces conditions d’irradiation n’entrainaient pas de migration du xenon