Lancé officiellement début septembre à Orsay, le PEPR SCIAM « Science amont pour le nucléaire de fission » rassemble 27 partenaires autour des enjeux scientifiques liés au nucléaire de fission. Doté de 18 millions d’euros sur six ans dans le cadre de France 2030, le programme vise à faire progresser les connaissances nécessaires au développement des systèmes nucléaires de demain.
À l’IRAMIS, SCIAM mobilise les expertises de trois services, le LSI, le NIMBE et le CIMAP, partenaires de plusieurs projets du programme.
Au LSI, suivre les matériaux pendant leur irradiation
Le Laboratoire des Solides Irradiés (LSI) est partenaire du Projet 5, consacré aux infrastructures et équipements transverses. Sa contribution s’appuie notamment sur la plateforme d’irradiation SIRIUS et prévoit l’acquisition d’un spectromètre Raman qui sera spécialement adapté à son environnement.
L’objectif est de pouvoir suivre in situ et potentiellement en cours d’irradiation, l’évolution structurale des matériaux soumis à un faisceau d’électrons.
Cette configuration, unique sur accélérateur d’électrons, pourra être utilisée dans différents domaines, de l’étude des matériaux pour les applications nucléaires aux applications spatiales, ainsi que pour explorer la modification des propriétés des matériaux sous irradiation.
Au NIMBE, étudier la corrosion et la radiolyse sous irradiation
Dans le cadre du projet 4 dédié aux données de base sur les matériaux sous irradiation, l’étude des phénomènes complexes de corrosion des matériaux sous irradiation pulsée seront menées en collaboration avec l’IP2I.
Dans le cadre du projet 5 dédié aux infrastructures et équipements transverses, la plateforme d’irradiation ALIENOR sera dotée de systèmes de détection en ligne et automatisée des gaz issus de la radiolyse, et la plateforme d’analyse par microsonde nucléaire sera équipée de détecteurs (rayonnements gamma et X). Ces évolutions permettront de suivre en temps réel les gaz produits par radiolyse et d’améliorer les capacités d’analyse de la microsonde nucléaire des rayonnements gamma et X.
Au CIMAP, maîtriser les conditions d’irradiation et étudier en ligne le vieillissement des matériaux
Le CIMAP participe, dans le cadre du projet 5 dédié aux infrastructures et équipements transverses, à l’amélioration des dispositifs d’irradiation, d’une part à travers l’implémentation de dispositifs d’irradiations à très hautes températures et, d’autre part par l’implantation d’un spectromètre à résonance paramagnétique électronique (RPE) pour l’analyse en ligne (ou in-situ) de systèmes présentant des électrons non appariés tant dans la matière organique qu’inorganique.
Ces deux systèmes seront implantés sur la plateforme CIRIL qui utilisent les faisceaux d’ions du GANIL. La mise en ligne de la RPE complètera avantageusement les spectromètres disponibles sur la plateforme CIRIL et, surtout, serait unique en son genre sur une ligne de faisceaux d’ions de haute énergie.
Ces dispositifs permettront la maîtrise des conditions d’irradiation, permettant de simuler au plus prêt les conditions nécessaires à l’étude de l’évolution structurale des matériaux d’intérêt pour le nucléaire. La mise en ligne de la RPE, qui est utilisable pour tout type de matériaux présentant des électrons non appariés, permettra l’étude sous irradiation de matériaux utilisables dans un large domaine d’applications ; du nucléaire à la biologie.
Du point de vue de la recherche propre sur les matériaux au CIMAP, le spectromètre RPE permettra l’étude de la cinétique de radio-oxydation des polymères, dans un objectif de modélisation. Le but à long terme concerne la prédiction du niveau de vieillissement de ces matériaux, pour des applications en recyclage par exemple.
À travers ces contributions, l’IRAMIS met ainsi ses compétences en science des matériaux et ses moyens expérimentaux au service des recherches menées dans le cadre du PEPR SCIAM.