Etude des mécanismes réactionnels entre polluants et surfaces appliquée aux réacteurs nucléaires du futur à caloporteur gaz

Dans le cadre de l’etude des materiaux pour les reacteurs de generation IV, l’alliage de base nickel Inconel 617, principal candidat pour constituer les echangeurs de chaleur dans les reacteurs a caloporteur helium est etudie. Le travail s’articule autour de deux problematiques dans le circuit caloporteur a 850 °C : la presence d’impuretes oxydantes, qui vont poser des problemes de corrosion, et le relâchement dans le circuit de produits de fission, qui contaminent les surfaces et posent des problemes de radioprotection lors des operations de maintenance et de demantelement. Dans un premier temps, l’influence de la pression partielle en gaz oxydant sur l’oxydation de l’alliage IN617 a 850 °C ete etudie en faisant varier la pression en oxygene et en vapeur d’eau entre 1. 10-5 mbar et 200 mbar. Les couches d’oxyde ont ete caracterisees grâce a diverses techniques: XPS, MEB, EDS, SDL, DRX. La structure et la composition de la couche d’oxyde en fonction de la pression partielle ont ete determinees. L’influence de la pression partielle et de la vapeur d’eau sur les mecanismes de croissance de la couche ont ete investigues. La deuxieme partie de cette etude concerne la diffusion de l’Ag, comme simulant du produit de fission Ag110m dans l’alliage IN617 et dans la couche d’oxyde qui se forme a sa surface a 850 °C. Les profils de concentration ont pu etre obtenus grâce a l’analyse des echantillons par SDL prealablement etalonnee. Ces profils de diffusion ont permis de calculer des coefficients de diffusion en volume et aux joints de grains pour la diffusion dans le metal, et un coefficient de diffusion apparent, en raison de la porosite de la couche pour la diffusion dans l'oxyde