Soutenance de thèse - Adrien Michel - 19 Décembre 2019 - Etude de la précipitation de l’hélium dans les combustibles nucléaires UO2 et (U,Pu)O2 en condition de stockage

Annonce de soutenance de thèse de Adrien MICHEL  :

« Etude de la précipitation de l’hélium dans les combustibles
nucléaires UO2 et (U,Pu)O2 en condition de stockage »

Le jeudi 19 Décembre 2019 à 10h

Amphithéâtre du Château de Cadarache

13115 Saint Paul lez Durance

Résumé

Le stockage à long terme du Combustible Nucléaire Usé (C.N.U.) en couches géologiques profondes est actuellement à l’étude en France en tant que scénario alternatif à celui de référence basé sur le retraitement. Dans ce contexte, la principale préoccupation est de prédire le relâchement des radionucléides, présents dans le combustible usé, lorsque l’eau arrivera au contact de celui-ci après plusieurs dizaines de milliers d’années. Ce relâchement dépendra fortement de l’évolution microstructurale du matériau au cours du stockage. La création d’une quantité significative d’hélium engendrée par la décroissance α des radionucléides (hélium radiogénique) pourrait avoir un impact sur cette évolution. Il est donc indispensable d’étudier le phénomène de précipitation de l’hélium, au sein des matrices combustibles UO2 et (U,Pu)O2, afin d’alimenter en données expérimentales, les modèles d’évolution à long terme du C.N.U. développés par le CEA. Une démarche d’études à effets séparés couplant l’implantation aux ions à des techniques de caractérisation fine (Microscopie Electronique en Transmission : MET, Diffusion des rayons X aux petits angles : SAXS) est mise en oeuvre sur l’UO2. Concernant la matrice (U,Pu)O2, des échantillons de différentes teneurs en plutonium (20, 50 et 95 %) sont caractérisés par MET ainsi que par Diffusion de Neutrons aux Petits Angles (DNPA) afin de se prononcer sur la précipitation de l’hélium radiogénique. Ce travail a permis de mettre en évidence la formation de plaquettes d’hélium dans certains plans d’habitat de type {1 1 1} de la structure fluorine et pour des conditions d’implantation précises. Une méthodologie, dédiée à l’observation de cavités sub-nanométriques, a été développée sur les deux matrices étudiées. Son application permet d’affirmer que l’hélium ne précipite pas sous forme de nano-bulles, dans un domaine défini en taille et en densité de cavités, pour des conditions de température et de concentration en hélium représentatives de celles prévues en stockage.

Composition du Jury :

Mme Marie-France BEAUFORT                   Directrice de recherche CNRS, Poitiers                        Rapporteur
Mme Marie-Hélène MATHON                       Ingénieur Chercheur CEA, Saclay                                Rapporteur
M. Guy TREGLIA                                          Directeur de recherche CNRS, Marseille                      Examinateur
M. Thierry WISS                                            Ingénieur Chercheur ITU, Karlsruhe                             Examinateur
M. Antoine AMBARD                                     Ingénieur de recherche EDF, Les renardières              Examinateur
Mme Myriam DUMONT                                 Maître de conférence CNRS, Marseille                        Directrice de thèse
Mme Martiane CABIE                                    Ingénieur de recherche CP2M, Marseille                     Co-encadrante, Invitée
Mme Gaëlle CARLOT                                    Ingénieur-Chercheur CEA, Cadarache                         Co-encadrante, Invitée