Dissertations / Theses on the topic 'Irradiation par ion'
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Barberet, Philippe. "Développement d'une ligne d'irradiation microfaisceau en mode ion par ion pour la radiobiologie expérimentale à l'échelle cellulaire." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12708.
Abstract:
Un dispositif micro-irradiation par ions isolés a été développé au CENBG pour des applications en radiobiologie à lé́chelle cellulaire. Cette installation consiste en un aménagement de la ligne microfaisceau préexistante qui permet déjà d'obtenir un faisceau de protons ou de particules alpha entre 1 et 3 MeV, de faible intensité, et d'une résolution spatiale sous vide inférieure au micromètre. La majeure partie de ce travail a consisté à développer un étage d'irradiation adaptable sur la microsonde et permettant de délivrer les ions à l'air avec une précision absolue de quelques micromètres. Un programme permettant le contrôle de la totalité des instruments ainsi que des phases d'étalonnage et d'irradiation automatiquess a également été mis au point. Des outils de simulation Monte carlo, nécessaires à la caractérisation et à l'optimisation du dispositif et notamment en terme de résolution spatiale, ont été validés à l'échelle du micromètre par comparaison à des résultats exp̀érimentaux. Les performances du dispositif, notamment en terme de contrôle du nombre d'ions, de résolution spatiale et de précision d'irradiation ont été testées sous faisceau. Les résultats obtenus permettent d'envisager les premières applications dans des études de radiobiologie. Dans un futur proche cet outil va permettre l'étude des réponses cellulaires aux faibles doses, allant jusqu'au cas extrème d'un ion pour une cellule. Il devrait permettre par ailleurs d'aborder des mécanismes cellulaires fondamentaux tels la signalisation, la communication intercellulaire ou encore la mort cellulaire programmée (apoptose).
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Lin, Jun. "Radiation-induced alterations in mesoporous silicas : The effect of electronic processes involving ions and electrons." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2022. http://theses.enscm.fr/ENSCM_2022_LIN.pdf.
Abstract:
Les matériaux utilisés dans le nucléaire (combustible, matrice de conditionnement, matériaux de structure…) sont soumis à des contraintes importantes liées à la création de défauts qui modifient leurs propriétés. Plusieurs études ont montré que les interfaces peuvent agir comme un puits pour les défauts causés par l'irradiation, ce qui suggère que les nanomatériaux pourraient avoir une plus grande résistance à l'irradiation que les matériaux présentant une structure « micrométrique ». Par ailleurs, les silices mésoporeuses ont gagné en popularité ces dernières années et sont envisagées pour le traitement des effluents radioactifs (séparation, conditionnement…). Bien que de nombreuses études aient été réalisées sur le comportement de silices non poreuses sous irradiation, très peu de travaux s’intéressent à celui de la silice mésoporeuse en particulier lorsqu’elle est irradiée en régime d‘électronique.Le but de cette thèse est de comprendre et d'expliquer les modifications induites par irradiation dans les silices mésoporeuses en régime électronique. Ce travail a permis de quantifier l’évolution de propriétés physico-chimiques (polymérisation du réseau, création de défauts…) et structurales (volume poreux, diamètre et distribution des pores…) de la silice mésoporeuse irradiée par des faisceaux d'ions de haute énergie dans une gamme de pouvoirs d'arrêt variant entre 1 keV/nm et 12 keV/nm, ainsi que par des électrons (10 - 300 keV et 0.6 - 2.4 MeV). Des méthodes de caractérisation post-irradiation (réflectivité des rayons X, adsorption de gaz, SAXS et FTIR, etc.) ont été utilisées, ainsi que le suivi in situ de la structure des pores à l'aide de microscopie électronique. Les résultats expérimentaux ont indiqué que la structure des pores était sensible à l'irradiation conduisant dans certaines conditions à son effondrement, tandis que le réseau de silice lui-même évolue peu par rapport à la silice non poreuse. Parallèlement, un modèle TS3D (modèle de pointe thermique 3D) a été utilisé avec succès pour décrire et expliquer le comportement de contraction des pores observé en réponse à l'irradiation ionique. De plus, le mécanisme de contraction des pores sous irradiation par des électrons a été délimité en fonction du domaine des énergies incidentes des électrons et de la dose. Cette recherche a montré que par rapport à une silice non poreuse, la présence de pores nanométriques réduit l’accumulation des dommages causés par les irradiations. Conjointement à cet effet bénéfique, le pore se contracte jusqu’à disparaitre sous l’impact de l’irradiation. Par conséquent, d’un point de vue applicatif cette caractéristique pourrait être mise à profit pour imaginer de nouvelles voies de traitement des effluents radioactifs, par une stratégie de type « séparation/conditionnement » ou pour l'autoguérison des couches de gel poreux formées à la surface des colis de déchets vitrifiés dont l’exutoire envisagé est le stockage géologique profondMaterials used in nuclear energy (fuel, packaging matrix, structural materials...) are subject to significant stresses due to the creation of defects that modify their properties. Several studies have shown that interfaces can act as a sink for defects caused by irradiation, which suggests that nanomaterials could have a higher resistance to irradiation than materials with a "micrometric" structure. Simultaneously, mesoporous silica materials have grown in popularity in recent years and are becoming more involved in the domain related to radiation conditioning, such as the prospective use of conditioning for nuclear waste. While research has begun to focus on the behavior of non-porous silica materials when exposed to radiation, no extensive investigations have been conducted on the behavior of mesoporous silica when exposed to radiation, particularly at electronic irradiation regime.This thesis aims to comprehend and explain the radiation-induced changes in mesoporous silicas under electronic regimes. This work quantified the evolution of physical (pore volume, pore diameter and distribution...) and structural (polymerization of the network, creation of defects...) properties of mesoporous silica irradiated with high-energy ion beams with stopping powers ranging from 1 keV/nm to 12 keV/nm, and with electron beams (10 - 300 keV and 0.6 - 2.4 MeV). Post-irradiation characterization methods (X-ray reflectivity, gas adsorption, SAXS, FTIR, etc.) have been used, as well as in-situ pore structure monitoring using electron microscopes. The experimental findings indicated that pore structures were susceptible to a certain degree of irradiation-induced shrinking. In contrast, evidence shows that the silica network itself does not alter much in porous silica compared to non-porous silica. Meanwhile, a 3DTS (3D thermal spike) model has been successfully applied to describe and explain the observed pore contraction behavior in response to ionic irradiation. Additionally, the mechanism of pore contraction under electron irradiation has been delineated according to the domain of incident electron energies. When compared to non-porous silica, this research has demonstrated that the existence of nanoscale pores reduces the accumulation of damage induced by irradiation. In conjunction with this effect, the pore contracts until it completely disappears under the impact of irradiation. This characteristic could, from an applicative point of view, be of interest to practitioners in the context of new methods of treating radioactive effluents, such as through the use of a "separation/conditioning" strategy, or in the context of the self-healing of porous gel layers formed on the surface of vitrified waste packages whose final destination is deep geological disposal
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Bachiller, Perea Diana. "Ion-Irradiation-Induced Damage in Nuclear Materials : Case Study of a-SiO₂ and MgO." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS158/document.
Abstract:
Un des plus grands défis de la Physique aujourd’hui est de créer une source d’énergie propre, durable et efficace qui puisse satisfaire les besoins de la société actuelle et future avec le minimum d’impact sur l’environnement. Dans ce cadre, un grand effort de recherche internationale est dévoué à l’étude de nouveaux systèmes de production d’énergie ; réacteurs de fission de Génération IV et réacteurs de fusion nucléaire sont en particulier en train d’être développés. Les matériaux utilisés dans ces réacteurs seront soumis à des hauts niveaux de radiation, ce qui rend nécessaire l’étude de leur comportement sous irradiation pour permette le succès du développement de ces nouvelles technologies. Dans cette thèse, deux matériaux ont été étudiés : la silice amorphe (a-SiO₂) et l’oxyde de magnésium (MgO). Ces deux matériaux sont des oxydes isolants avec des applications dans l’industrie de l’énergie nucléaire. Des irradiations avec des ions de haute énergie ont été réalisées sur différentes plateformes d’accélérateurs d’ions pour induire l’endommagement de ces deux matériaux par irradiation ; ensuite, les mécanismes d’endommagement ont été caractérisés en utilisant, principalement, des techniques d’analyse par faisceau d’ions (techniques IBA).Un des objectifs de cette thèse était de développer la technique d’ionoluminescence (qui est une technique IBA très peu connue) et de l’appliquer à l’étude des mécanismes d’endommagement par irradiation des matériaux, démontrant alors le potentiel de cette technique. L’ionoluminescence de trois types différents de silice (avec des différentes teneurs en OH) a ainsi été étudiée en détail et utilisée pour décrire la création et l’évolution des défauts ponctuels sous irradiation. Dans le cas de MgO, l’endommagement produit par irradiation avec des ions Au⁺ à 1.2 MeV a été caractérisé en utilisant la technique de spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford en configuration de canalisation et la diffraction des rayons X. Finalement, l’ionoluminescence de MgO sous différentes conditions d’irradiation a aussi été étudiée. Les résultats obtenus dans cette thèse aident à comprendre les processus d’endommagement par irradiation dans les matériaux, ce qui est indispensable pour le développement de nouvelles sources d’énergie nucléaireOne of the most important challenges in Physics today is the development of a clean, sustainable, and efficient energy source that can satisfy the needs of the actual and future society producing the minimum impact on the environment. For this purpose, a huge international research effort is being devoted to the study of new systems of energy production; in particular, Generation IV fission reactors and nuclear fusion reactors are being developed. The materials used in these reactors will be subjected to high levels of radiation, making necessary the study of their behavior under irradiation to achieve a successful development of these new technologies. In this thesis two materials have been studied: amorphous silica (a-SiO₂) and magnesium oxide (MgO). Both materials are insulating oxides with applications in the nuclear energy industry. High-energy ion irradiations have been carried out at different accelerator facilities to induce the irradiation damage in these two materials; then, the mechanisms of damage have been characterized using principally Ion Beam Analysis (IBA) techniques. One of the challenges of this thesis was to develop the Ion Beam Induced Luminescence or ionoluminescence (which is not a widely known IBA technique) and to apply it to the study of the mechanisms of irradiation damage in materials, proving the power of this technique. For this purpose, the ionoluminescence of three different types of silica (containing different amounts of OH groups) has been studied in detail and used to describe the creation and evolution of point defects under irradiation. In the case of MgO, the damage produced under 1.2 MeV Au⁺ irradiation has been characterized using Rutherford backscattering spectrometry in channeling configuration and X-ray diffraction. Finally, the ionoluminescence of MgO under different irradiation conditions has also been studied.The results obtained in this thesis help to understand the irradiation-damage processes in materials, which is essential for the development of new nuclear energy sources
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Garric, Victor. "Etude du gonflement par cavités d'un alliage d'aluminium irradié sous faisceau d'ions." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI091.
Abstract:
L’alliage d’aluminium 6061-T6 (Al-Mg-Si), choisi pour la conception du caisson et du casier du réacteur Jules Horowitz (RJH), doit ses propriétés mécaniques au durcissement structural T6 induit par une précipitation nanométrique : une mise en solution suivie d’une trempe et d’un revenu. En raison de l’épaisseur des composants, la vitesse de trempe obtenue sur les éléments d’un réacteur expérimental est plus faible que celle des pièces fines couramment étudiées. Afin d’étudier l’effet de la vitesse de trempe sur la microstructure et le comportement sous irradiation, trois cubes de 10 cm de côté d’alliage 6061 ont subi un traitement T6 dans trois conditions de trempe (eau, huile, air). A la suite de ces traitements, une caractérisation microstructurale et mécanique a été réalisée sur chaque état.La contribution au gonflement de l’aluminium des cavités qui se forment sous flux de neutrons rapides est mal connue. Par des irradiations ioniques de lames MET à différents niveaux d’endommagement (entre 15 dpa et 100 dpa), une évaluation des modifications microstructurales suivie d’une quantification du gonflement et d’une modélisation a été entreprise.Des irradiations en triple faisceau (W, He, Si) permettant de cumuler les dommages avec l’implantation d’éléments produits en réacteur par transmutation de l’aluminium, ont montré que l’implantation de silicium conduit à l’apparition d’une nouvelle phase riche en Si. En simple faisceau d’ions lourds (Au), les cavités se localisent autour des défauts linéaires et des dispersoïdes, mais en présence d’hélium elles apparaissent aussi réparties dans toute la matrice. Compte tenu des fortes teneurs en hélium implanté, les mesures quantitatives du gonflement ont été réalisées sur les lames irradiées en simple faisceau.Le gonflement mesuré, plus élevé que sous flux neutronique, a conduit à considérer pour la modélisation deux séries de données (ions/neutrons). Les bases d’une modélisation du gonflement par cavités ont été posées, et les paramètres physiques restant à déterminer ont été identifiés6061-T6 (Al-Mg-Si) aluminum alloy chose for the core of the Jules Horowitz Reactor (JHR) benefits from the T6 structural hardening induced by nanoprecipitates formed after an annealing followed by a quench and an artificial ageing. Because of the thickness of reactor parts, the quench rate is far slower than what is commonly seen on usual thin plates. In order to study the influence of the quench on the microstructure and the behavior under irradiation, three 10 cm side cubes of 6061 alloy have been tempered with a T6 treatment in three different quenching conditions (water, oil and air). Treatment have been followed by microstructural investigations on each temper.The contribution of voids, formed under fast neutron flux, to the global swelling of the alloy is poorly known. Using ion irradiation on bulk TEM samples at different damage levels (from 15 dpa to 100 dpa), microstructural evolutions have been characterized and swelling has been both quantified and modeled.Triple beam irradiations (W, He, Si) alloying to obtain a consistent damage level while implanting fission products (Si, He) showed silicon implantation lead to the precipitation of a new Si enriched phase. Simple beam irradiations (Au), showed voids are localized around linear defects and dispersoïds. Implantation of helium lead to a homogeneous distribution of bubbles in the whole matrix. Acknowledging the very high dose of helium implanted, quantitative measurements of swelling has been performed exclusively on single beam irradiated samples.The measured swelling, higher than what has been observed under neutron flux, lead to consider two series of data (ions and neutrons) in order to model the swelling. The base of a swelling model has been performed and the remaining physical parameters to determine were identified
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Vianna, François. "Micro-irradiation ciblée par faisceau d'ions pour la radiobiologie in vitro et in vivo." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0030/document.
Abstract:
Les microfaisceaux d’ions ont, au cours de ces dernières décennies, montré leur efficacité dansl’étude des effets des rayonnements ionisants sur le vivant notamment concernant les effets des faiblesdoses ou l’étude de l’effet de proximité. Le CENBG dispose depuis 2003 d’un dispositif permettant la micro-irradiation ciblée d’échantillons biologiques vivants. Les applications des microfaisceaux dans ce domainese sont récemment diversifiées et des études plus fines sur les mécanismes de réparation desdommages ADN radio-induits aux échelles cellulaire et multicellulaire sont devenues possibles via lesévolutions en imagerie par fluorescence et en biologie cellulaire. Ces approches ont nécessité une évolutionimportante de l'instrumentation de la ligne de micro-irradiation du CENBG qui a été entièrementredessinée et reconstruite dans un souci d’optimisation d’apport de nouvelles fonctionnalités. Les objectifsde mes travaux ont été i) la mise en service du dispositif, ii) la caractérisation des performances dusystème, iii) la mise en place de protocoles pour l’irradiation ciblée à dose contrôlée aux échelles cellulaireet multicellulaire, in vitro et in vivo, et le suivi en ligne des conséquences précoces de cette irradiation,iv) la modélisation des irradiations afin d’interpréter les observables biologiques au regard des donnéesphysiques calculées.Ces travaux ont permis i) de caractériser les performances du dispositif : une taille de faisceau d’environ2 μm sur cible et une précision de tir de ± 2 μm, de développer des systèmes de détection d’ions pour uncontrôle absolu de la dose délivrée, ii) d’induire des dommages ADN fortement localisés in vitro, et devisualiser en ligne le recrutement de protéines impliquées dans la réparation de ces dommages,iii) d’appliquer ces protocoles pour générer des dommages ADN in vivo au sein d’un organisme multicellulaireau stade embryonnaire, Caenorhabditis elegans.Ces résultats ouvrent la voie vers des expériences plus fines sur la ligne de micro-irradiation ciblée duCENBG pour étudier les effets de l’interaction des rayonnements ionisants avec le vivant, aux échellescellulaire et multicellulaire, in vitro et in vivoThe main goal of radiobiology is to understand the effects of ionizing radiations on the living.These past decades, ion microbeams have shown to be important tools to study for example the effects oflow dose exposure, or the bystander effect. Since 2003, the CENBG has been equipped with a system toperform targeted micro-irradiation of living samples. Recently, microbeams applications on this subjecthave diversified and the study of DNA repair mechanisms at the cellular and multicellular scales, in vitroand in vivo, has become possible thanks to important evolutions of fluorescence imaging techniques andcellular biology. To take into account these new approaches, the CENBG micro-irradiation beamline hasbeen entirely redesigned and rebuilt to implement new features and to improve the existing ones. My PhDobjectives were i) commissioning the facility, ii) characterizing the system on track etch detectors, and onliving samples, iii) implementing protocols to perform targeted irradiations of living samples with a controlleddelivered dose, at the cellular and multicellular scales, and to visualize the early consequencesonline, iv) modelling these irradiations to explain the biological results using the calculated physical data.The work of these past years has allowed us i) to measure the performances of our system: a beam spotsize of about 2 μm and a targeting accuracy of ± 2 μm, and to develop ion detection systems for an absolutedelivered dose control, ii) to create highly localized radiation-induced DNA damages and to see onlinethe recruitment of DNA repair proteins, iii) to apply these protocols to generate radiation-induced DNAdamages in vivo inside a multicellular organism at the embryonic stage: Caenorhabditis elegans.These results have opened up many perspectives on the study of the interaction between ionizing radiationsand the living, at the cellular and multicellular scales, in vitro and in vivo
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Hérault, Joël. "Etude experimentale du ralentissement d'ions lourds de 20 a 100 mev par nucleon dans la matiere." Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30075.
Abstract:
Etude experimentale a l'aide d'ions lourds de l'accelerateur ganil sur le spectrometre lise (analyse en energie et en angle) pour determiner le pouvoir d'arret de 11 cibles gazeuses avec une incertitude de plus ou moins 3%. Mise en evidence d'une disparition de la difference entre pouvoirs d'arret des materiaux solides et gazeux lorsque la charge de l'ion tend vers son numero atomique. Analyse des distributions en energies pour de nombreux ions (de l'oxygene au molybdene) et analyse de la distribution angulaire dans des cibles solides et gazeuses. Comparaison des donnees experimentales aux calculs quantiques et classiques
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Mahfoudhi, Mohamed. "Eu3+ ion environment modification by Electron and femtosecond laser irradiation in metaphosphate and polyphosphate glasses." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLX066.
Abstract:
Les verres phosphates dopés terres rares (TR) sont des matériaux attractifs en optique en raison de leur basse température de transition vitreuse et de leur grande capacité à dissoudre les ions de terres rares par rapport aux verres silicates. Dans ce travail, nous sommes intéressés à comprendre les mécanismes conduisant à la modification structurale des verres polyphosphates de zinc et métaphosphates sous irradiation avec pour finalité de contrôler l'environnement des ions terres rares (ions Eu3+ en particulier) par l’irradiation. Nous avons comparé les effets obtenus sous irradiations aux électrons et par laser fs en faisant varier la dose et l’énergie des électrons (700 keV et 2.5 MeV), le taux de répétition du laser ainsi que les compositions de verre qui comportent différents ions alcalins et alcalino-terreux (Na, Li, K et Mg) et teneurs en Zn.Nous avons mis en évidence la diminution de la symétrie du site Eu3+, l’augmentation de la dispersion des sites ainsi qu’une réduction efficace des ions Eu3+ en Eu2+ sous irradiation électronique.La présence de Zn atténue la variation de l’ordre local autour de la terre rare, alors que le réseau vitreux est moins stable sous irradiation. La formation d’ion Eu2+ (sous deux types d’environnement de haute et basse symétries est par ailleurs accrue en présence de Zn et en utilisant des électrons de 700 keV. Le laser femtoseconde à 10 KHz engendre une cristallisation des verres métaphosphates sans réduction des ions Eu3+Rare Earth (RE) doped phosphate glasses are attractive materials in optic due to their low glass transition temperature and their high ability to dissolve rare earth ions compared to silicate glasses. In this work, we are interested in understanding the mechanisms leading to the structural modification of zinc polyphosphate and metaphosphate glasses under irradiation with the aim of controlling the environment of rare earth ions (in particular Eu3+ ions) by irradiation. We compared the effects obtained under electron and femtosecond laser irradiation by varying the dose and electron energy (700 keV and 2.5 MeV), the laser repetition rate as well as the glass compositions that contain different alkaline and alkaline earth ions (Na, Li, K and Mg) and Zn contents.We have demonstrated the decrease of the Eu3+ site symmetry, the increase of the sites dispersion as well as an effective reduction of Eu3+ to Eu2+ under electron irradiation.The presence of Zn attenuates the variation of the local order around the rare earth, while the vitreous network is less stable under irradiation. The formation of Eu2+ ions (under two types of high and low symmetry environments) is further enhanced in the presence of Zn and using 700 keV electrons. The femtosecond laser at 10 KHz gives causes crystallization of metaphosphate glasses without reduction of Eu3+ ions
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Boccanfuso, Marc. "Relation entre le gonflement et la creation de defauts dans les cristaux ioniques irradies par des ions lourds rapides." Phd thesis, Université de Caen, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002023.
Abstract:
Lorsque des ions lourds rapides pénètrent dans la matière, ils se ralentissent principalement en déposant leur énergie sur les électrons. Ceci peut conduire à de fortes densités d'excitations électroniques dans le matériau et ainsi à des modifications structurales. Dans ce travail, le fluorure de calcium (CaF2) a été utilisé pour approfondir l'étude de l'endommagement des cristaux ioniques par irradiation avec ces ions lourds rapides. Quatre techniques ont principalement été employées pour caractériser cet endommagement. Ces techniques d'analyse sont la diffraction de rayons X aux grands angles, la profilométrie de surface, la spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford en canalisation et la spectroscopie d'absorption optique UV-visible. Les résultats de ce travail montrent que le CaF2 répond de manière multiple aux excitations électroniques créées par l'irradiation. Pour des pouvoirs d'arrt supérieurs à environ 5 keV/nm, un phénomène de polygonisation semble se produire. Ceci provoque un désordre structural, un gonflement de 0,27 % du matériau et la formation de fractures. Un deuxième mécanisme d'endommagement est occasionné au-dessus d'environ 13 keV/nm et se traduit par une perte de la structure cristalline d'origine. Cependant, des centres absorbants apparaissent quel que soit le pouvoir d'arrèt des ions, ce qui indique que ces défauts ne peuvent tre la cause des deux mécanismes d'endommagement précédents. L'interprétation par un modèle de pointe thermique permet d'associer les deux seuils précédents respectivement aux énergies de fusion et de sublimation du matériau.
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Tenorio, Castilleros Maria Dolorès. "Contribution a l'etude de l'emission x induit par des ions br et kr acceleres et possibilites d'application analytiques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1986. http://www.theses.fr/1986STR13075.
Abstract:
En vue d'eventuelles applications analytiques, l'emission de rayons x lors du bombardement de cibles epaisses par des ions br et kr d'energies comprises entre 3 et 85 mev a ete etudiee. Leurs rendements en rayons x par des cibles epaisses ont ete mesures et les sections efficaces d'ionisation des couches k et l en ont ete deduites. Les variations des rapports d'intensite de certaines raies, ainsi que les deplacements en energie ont egalement ete determines. L'ensemble des resultats est examine a la lumiere des modeles theoriques existant actuellement pour rendre compte de l'ionisation des couches internes lors des collisions atomiques. Comme application pratique, des ceramiques azteques ont ete analysees. Les possibilites et les difficultes de la methode analytique sont mises en evidence
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Marinoni, Mathias. "Étude des modifications morphologiques induites par un ion lourd unique sur des structures SiO2-Si : fiabilité des dispositifs MIS." Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4104.
Abstract:
Les travaux présentés dans ce manuscrit se placent du point de vue de la fiabilité des dispositifs MOS embarqués dans les applications spatiales, face à la contrainte radiative exercée par les ions lourds. L’approche novatrice de cette étude est symbolisée par la prise en compte de la réponse du matériau à l’irradiation, afin d’apporter des éléments de réponse utiles à la compréhension des phénomènes physiques qui conduisent à l’apparition d’effets qui peuvent altérer le fonctionnement des dispositifs, avec en particulier la diminution de la durée de vie des composants. Les travaux entrepris ont permis de proposer une origine physique à la formation de défauts latents, induits par les ions lourds. En effet, au travers d’expériences en recuit thermique et en stress électrique, nous avons montré que les modifications structurelles observées dans du dioxyde de silicium après une irradiation par des ions lourds pourraient agir comme une contribution supplémentaire qui conduit au déclenchement prématuré du claquage de l’oxyde de grille dans les dispositifs MOS irradiés par des ions lourds. Les résultats obtenus dans le cadre de cette étude peuvent avoir des répercussions sur les transistors MOS de puissance, en termes d’assurance radiation et de procédures de qualificationHeavy ion effects on the reliability of on-board satellite MOS devices have been investigated in this PhD dissertation. In order to give some elements to understand better the physical mechanisms leading to electrical effects, such as the reduction of the device lifetime, this new approach is based on the material response to heavy ion irradiation. The obtained results led to find out a physical origin to latent defects formation that is known to result in a device lifetime decrease. Using both thermal annealing experiments and electrical stress procedures, structural modifications induced by heavy ions in silicon dioxide have been shown to possibly act as an extra contribution leading to premature gate oxide breakdown of MOS devices. Those results could have implications on MOSFET devices, in terms of radiation assurance and for tests standards
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Bertrand, Gérald. "Caractérisation et ciblage thérapeutique d'une sous-population de cellules souches cancéreuses dans un modèle cellulaire de carcinome épidermoïde de la tête et du cou résistant à l'irradiation par photon et ions carbone." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10118/document.
Abstract:
Les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou sont souvent de mauvais pronostic, en raison de leur résistance aux traitements suivie de récidives loco-régionales, voire de métastases. Ce travail s'est focalisé sur le rôle des cellules souches cancéreuses (CSC) dans la radiorésistance d'un modèle cellulaire de cancer du larynx, SQ20B, ainsi que sur leur ciblage thérapeutique en association avec la radiothérapie photonique ou par ions carbone. Une sous-population a été isolée à partir de la lignée SQ20B par tris cellulaires successifs selon 3 critères spécifiques des CSC de tumeurs ORL : exclusion du Hoechst 33342, expression de CD44 et activité élevée de l'aldéhyde déshydrogénase (ALDH). Les cellules SQ20B/SP/CD44 high/ALDHhigh présentent bien les caractéristiques de CSC (tumorisphères, tumorigénèse, radiorésistance). La résistance des CSC aux 2 types d'irradiation, par rapport aux cellules « non souche » SQ20B/SP/CD44low/ALDHlow, implique une diminution de la mort par apoptose, une augmentation des capacités prolifératives ainsi qu'une surexpression de la voie de l'autorenouvellement Bmi1. L'effet radiosensibilisant de 3 molécules ciblant les CSC a été démontré : la mort apoptotique induite par l'UCN-01 en inhibant l'arrêt en phase G2/M ; les capacités prolifératives ciblées par l'acide trans-rétinoïque (ATRA) induisant la différenciation ; et la voie de l'autorenouvellement Bmi-1 inhibée par l'artésunate. Seule ou associées (UCN-01 + ATRA), elles agissent en synergie avec une irradiation par photons ou ions carbone. Des études pré-clinique, puis clinique, devraient confirmer l'intérêt du ciblage des CSC dans le contrôle de l'échappement de ces cancers radiorésistantsHead and neck squamous cell carcinomas (HNSCC) have a poor prognosis, due to their resistance to standard treatments. In most cases, locoregional recurrence or metastases occur. This study has focused on the role of cancer stem cells (CSC) in the radioresistance of the SQ20B HNSCC cell line and their therapeutic targeting in association with photon or carbon ions irradiation. A subpopulation of SQ20B-CSC has been isolated by cell sorting based on 3 specific characteristics of HNSCC-CSC : Hoechst 33342 exclusion, CD44 expression and high aldehyde dehydrogenase activity (ALDH). SQ20B/SP/CD44high/ALDHhigh cells show the CSC characteristics (in vitro and in vivo tumorigenesis, high radioresistance). The response of CSC to both types of irradiation was compared to the non-“stem cells” SQ20B/SP/CD44low sub-population. The observed radioresistance involves a decrease in apoptotic cell death, an increase in proliferative capacities and an overexpression of the Bmi1 self-renewing signaling pathway. The radiosensitizing effects of 3 molecules targeting the CSC has been demonstrated : an induction of apoptotic cell death by the inhibition of the G2/M phase arrest after a treatment with UCN01 ; an inhibition of proliferative capacities using the all-trans-retinoic acid (ATRA) which induce their differentiation ; and an inhibition of Bmi1 by artesunate. These treatments, alone or in combination (UCN01+ATRA) have a synergistic effect with photon or carbon ion irradiation to overcome CSC radioresistance. Preclinical and clinical studies should confirm the benefit of targeting CSC and improve the control of tumor escape in patients with radioresistant HNSCC cancers
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Hagh-Gou, Djafar. "Étude de l'émission d'ions négatifs secondaires par pulvérisation ionique d'alliages binaires." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10370.
Abstract:
Étude de l'émission d'ions au**(-) à partir d'alliages binaires d'or avec différents métaux (CA, SM, EU). Analyse des variations de l'émission, en fonction du travail de sortie de l'élément d'alliage. Influence d'autres paramètres tels que les variations de la composition et de la morphologie de surface sous l'effet de la pulvérisation préférentielle
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BANOUNI, MOSTAFA. "Effets de la topographie de surface induite par impact d'ions lourds sur la spectrometrie d'electrons secondaires resolue angulairement." Toulouse 3, 1986. http://www.theses.fr/1986TOU30135.
Abstract:
Influence de la topographie de surface induite par bombardement ionique sur l'emission electronique secondaire. Presentation des resultats et description de modeles rendant compte des principeles topographiques observees sur differentes cibles d'aluminium bombardees par des ions argon et xenon de 25 kev
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Ghidini, Massimo. "Étude de systèmes magnétiques nanostructurés préparés par irradiation d'ions lourds de haute énergie." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10198.
Abstract:
Une methode originale d'elaboration de systemes magnetiques nanostructures a ete developpee: elle consiste a bombarder d'ions lourds rapides une cible cristalline. Dans certains cas, un ion lourd rapide traversant un materiau cristallin laisse sur son passage une nanocolonne amorphe, appelee trace latente. Le diametre des traces latentes est en general compris entre 2 et 7 nm, selon l'energie de l'ion incident et le type de cible. L'irradiation des films minces par des ions lourds de haute energie permet donc d'obtenir des materiaux tres inhomogenes a l'echelle nanoscopique. Dans ce travail, differents types de composes ont ete irradies pour obtenir des effets magnetiques originaux lies a ces microstructures. Les materiaux choisis, des composes de cobalt et d'une terre rare (rco#2 et rco#3, avec r=y,ce,tm), ont la particularite d'avoir des proprietes magnetiques differentes dans l'etat cristallin et dans l'etat amorphe. Certains sont uniquement ferromagnetiques dans l'etat amorphe, d'autres ont des temperatures d'ordre tres differentes suivant leur etat. Des traces amorphes de quelques nanometres de diametre sont creees par irradiation dans les alliages yco#2, yco#3, ceco#3. Les proprietes magnetiques de ces materiaux nanostructures sont ensuite analysees. Un mecanisme original de reinversement de l'aimantation a ete mis en evidence dans les compose yco#2 irradie. Un effet interessant de couplage magnetique particulier (appele effet de spring-magnet) du aux tailles nanometriques des nanocolonnes est observe dans le compose ceco#3 irradie
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Templier, Claude. "Etude expérimentale de la précipitation dans les alliages à base d'aluminium obtenus par implantation ionique de Cu, Ag et Xe : demixtion et dissolution dans les alliages Al-Ag et Al-Cu, structure, formation et croissance des bulles de xenon." Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2017.
Abstract:
Analyse de la microstructure des alliages al-ag et al-cu fabriques par implantation ionique. Analyse des zones de guinier-preston et des phases intermediaires dans l'alliage al-cu irradie par des ions xenon de 300 kev. Mise en evidence des mecanismes de diffusion acceleree, diffusion balistique et precipitation. Pour les echantillons irradies avec des ions xenon, des bulles de xenon solide se forment. Etude de la demixion , du xenon dans des matrices d'aluminium: structure des bulles apres l'implantation , formation des bulles pendant l'implantation, evolution des bulles lors des traitements thermiques
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Jaouen, Christiane. "Etude des mécanismes des transformations de phase induites par irradiation aux ions dans les systèmes métalliques." Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2019.
Abstract:
Etude par mesure de conductivite electrique, par retrodiffusion rutherford et par microscopie ionique en transmission des differents aspects du melange ionique dans le systeme mt/al (mt=fe, co, ni) et fe-mg. Analyse des differents facteurs controlant la formation d'une phase et celle d'une phase amorphe. Analyse des mecanismes de transformation cristal-amorphe de l'alliage ni::(50)al::(50) en couche mince. Influence des parametres d'irradation sur cette transformation
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Popoola, Oludélé Olusègun. "Amorphisation et précipitation superficielles induites par implantation ionique dans les alliages NiTi équiatomiques : application aux propriétés tribologiques." Poitiers, 1988. http://www.theses.fr/1988POIT2292.
Abstract:
Mise en evidence par microscopie electronique en transmission, spectrometrie sims et photoelectron d'une amorphisation superficielle et de la formation de fins precipites cristallins tin::(x) dans le cas d'une implantation, d'azote. Influence de la temperature et de la dose d'ion sur l'epaisseur de la couche. Correlation entre la microstructure d'implantation et les proprietes tribologiques. Le coefficient de frottement se trouve reduit et la resistance a l'usure se trouve amelioree de facon durable. L'initiation et la propagation des processus de degradation sont ainsi ralenties
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Bénit, Jean. "Effets d'irradiation par des ions de grande énergie dans de la glace H₂O et applications astrophysiques." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112229.
Abstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale des effets induits par l'irradiation d'ions de grande énergie (0,1 à 4,5 MeV/uma) dans des glaces, fabriquées par condensation sous vide de gaz sur des supports refroidis à 80 K. Les ions émis pendant l'irradiation ont été analysés grâce à un spectromètre de masse par temps de vol. Les cibles ont été étudiées in-situ en infrarouge, par un spectromètre à Transformée de Fourier. Les principaux résultats concernent tout d'abord les processus conduisant à l'érosion des glaces induite par l'irradiation. Elle provient principalement de la dissociation des molécules constitutives des glaces, suivies de recombinaisons en composés volatils pouvant diffuser hors des cibles irradiées. On obtient ainsi des taux d'érosion très élevés, qui dépendent linéairement de l'épaisseur des cibles traversées par les ions incidents. Ceci atteste de ce que l'érosion se produit tout au long de la trace des ions dans la cible. En second lieu, il a été possible de suivre la désorption d'ions depuis la surface irradiée. L'ensemble des espèces ionisées ont été détectées, jusqu'à des masses supérieures à 400 uma. Un des résultats les plus marquants est l'abondance relative élevé d'amas ionisés de grande masse. Enfin, nous avons mis en évidence la synthèse de composés moléculaires nouveaux dans les glaces irradiées. L'ensemble de ces résultats a des implications astrophysiques directes. En particulier, ils permettent de rendre compte de la présence de composés moléculaires complexes dans de nombreux sites, dans le Système Solaire (comètes, satellites), dans les nuages interstellaires et les cavités stellairesThis thesis presents the study of radiation effects induced in H20 ice by MeV/u ions: desorption of ionized species, "erosion" of the irradiated film and molecular synthesis within the ice. The desorption is analysed by time of flight mass spectroscopy. We describe the mass spectra of the desorbed ions, both positively and negatively charged, up to 400 uma. The absolute yields are given, as well as their dependence with the energy and energy loss of the primary ions. The "erosion" of the ice is analysed by infrared spectroscopy, on line during the irradiation. Absolute yields are derived, as a function of the ions beam flux, the mass and energy of the ions, and the thickness of the samples. A linear dependence of the yield with the thickness is interpretated as follows: the erosion comes primarely from the dissociation of the molecules all along the ion tracks. Some astrophysical implications of the results are discussed in the framework of irradiation of icy material in a variety of environments: magnetospheres of giant planets, cometary nuclei, circumstellar shells and molecular clouds. Lt is emphasized that the irradiation by energetic ions plays a major role in cosmochemistry
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Wu, Alexia. "Etude du comportement hors et sous irradiation aux ions d'un gainage combustible REP innovant base zirconium revêtu de chrome." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066611/document.
Abstract:
Dans les Réacteurs à Eau Pressurisée (REP), en conditions hypothétiques accidentelles d'Accident de Perte de Réfrigérant Primaire, les gaines de combustible en alliage de zirconium subissent une oxydation importante à haute température. Pour ralentir ce phénomène, le CEA développe et étudie des gaines innovantes revêtues de chrome. Cependant, l'intégrité du revêtement doit être maintenue en service et notamment sous irradiation aux neutrons. L'objectif principal de la thèse est d'étudier le comportement sous irradiation de ce concept de gainage. On s'intéresse en particulier à la microstructure de l'interface Zr/Cr avant et après irradiation puisque cette dernière régit l'adhérence du dépôt au substrat. Des irradiations aux ions ont été effectuées afin de simuler le dommage causé par les neutrons dans un REP. Une approche multi-échelle est utilisée pour caractériser les échantillons avant et après irradiation. En particulier, la Microscopie Electronique en Transmission (MET) a permis de caractériser finement la microstructure de l'interface Zr/Cr. Un premier type d'interface Zr/Cr est observé et montre la présence de phases nanométriques de types Zr(Fe,Cr)2 C14 et ZrCr2 C15. Après irradiation, la phase C14 serait stabilisée, au détriment de la phase C15, par ségrégation du fer à l'interface. Pour une seconde interface, obtenue dans des conditions de dépôt différentes, seule la phase C15 est observée. Sous irradiation in-situ au MET, une dissolution de cette phase est constatée. Dans tous les cas, la conservation des continuités de plans cristallographiques à travers l'interface avant et après irradiation permet de conclure à une bonne adhérence du revêtement au substratIn Light Water Reactors (LWR) under hypothetical accidental conditions such as LOss of Coolant Accident (LOCA), zirconium alloy fuel claddings undergo significant oxidation at high temperatures. To limit this phenomenon, innovative chromium coated nuclear fuel claddings are studied at CEA. However, the integrity under neutron irradiation of such coating for in-service conditions must be preserved..The main objective of this PhD work is to study the behavior under ion irradiation of this new cladding concept. We especially focus on Zr/Cr interface microstructure evolution under irradiation, since the latter controls the adhesion of the coating to the substrate. Ion irradiations were performed to simulate the damage caused by neutrons in LWR. A multi-scale approach is used to characterize the samples before and after irradiation. In particular, Transmission Electron Microscopy (TEM) was used to characterize, at an atomic scale, the microstructure of the Zr/Cr interface. A first type of Zr/Cr interface is observed and shows the presence of nanometric phases of Zr(Fe,Cr)2 C14 and ZrCr2 C15 types. After irradiation, the C14 phase seems to be stabilized over the C15 phase, by segregation of iron at the interface. For a second interface, obtained using different deposition conditions, only C15 phase is observed. Under in-situ TEM irradiation, dissolution of the C15 phase is observed. Whatever the Zr/Cr interface type, preservation of the continuity of crystallographic planes before and after irradiation throughout the interface is demonstrated and thus induces a good adhesion of the coating to the substrate
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Monart, Brigitte. "Etude experimentale del'emission secondaire (ions atomiques et moleculaires, agregats, electrons) induite par bombardement de surface par des ions lourds energetiques ( equiv. A mev/u) : effets de l'etat de charge des projectiles." Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077121.
Abstract:
Etude de l'emission secondaire en fonction de la vitesse en projectile, de l'angle d'incidence du faisceau par rapport a la cible (minerale ou organique) et surtout de l'etat de charge au projectile, par spectrometrie de masse a temps de vol principalement: cette emission depend fortement de la charge du projectile et aussi du changement d'etat de charge a l'interieur du materiau. Interpretation des resultats a l'aide du modele de maynard et al. , en supposant l'existence d'une profondeur d'interaction ion primaire-materiau qui depend du type d'ions secondaires et de la charge de l'ion incident
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Fritz, Serge. "Etude des defauts ponctuels dans le mononitrure d'uranium par diffusion, trempe et canalisation apres bombardement ionique." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13184.
Abstract:
La nature et le comportement des defauts ponctuels thermiques et des defauts d'irradiation dans le mononitrure d'uranium ont ete etudies. Les defauts thermiques ont ete etudies par trempe et une technique de diffusion de traceur a servi a mesurer la diffusivite de l'uranium. L'effet de la pression d'azote sur l'auto-diffusion de l'uranium suggere un mecanisme lacunaire. Une etude de canalisation et de microscopie electronique d'echantillons implantes avec des ions a permis de comprendre le dommage d'irradiation et sa restauration thermique
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Juraszek, Jean. "Dommages induits par irradiation aux ions lourds dans des matériaux magnétiques : multicouches metalliques Fe/Tb et grenat isolant Y 3Fe 5O 1 2." Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES016.
Abstract:
Ce travail concerne l'étude de l'endommagement induit par excitation électronique dans des multicouches Tb/Fe et dans le grenat de fer-yttrium. Les multicouches ont été préparées par évaporation sous ultra-vide et irradiées par des ions de différents pouvoirs d'arrêt électronique au GANIL. Les transformations structurales et magnétiques ont été caractérisées par réflectométrie et diffraction des rayons X, microscopie électronique à transmission haute résolution, mesures d'aimantation et spectrométrie Mössbauer par électrons de conversion. Dans le cas des ions Pb ou U, une forte interdiffusion entraine une perte de la structure en couche et de l'anisotropie magnétique perpendiculaire. L'efficacité de mélange est d'autant plus grande que l'épaisseur des couches de fer et que la vitesse des ions est faible. Une modélisation des cinétiques d'endommagement des couches de fer, ainsi que des variations avec la fluence de la direction des moments magnétiques, a été utilisée pour estimer le diamètre des zones de mélange ainsi que la longueur de diffusion induite. Des plans sondes de 5 7Fe déposés à différents endroits dans la couche de fer naturelle ont permis d'étudier sélectivement les interfaces abruptes Tb-sur-Fe, les interfaces diffuses Fe-sur-Tb et le Cur cristallin des couches de fer pour différents pouvoirs d'arrêt électronique. A partir d'un pouvoir d'arrêt électronique seuil, une démixtion du fer et du terbium est observée à basse fluence à l'interface Fe-sur-Tb. On observe uniquement un mélange interatomique à l'interface Tb-sur-Fe. Ce mélange est indépendant du sens de parcours des ions à travers l'interface. Dans les grenats Y 3Fe 5O 1 2 irradiés aux ions Pb de haute énergie, la détermination des fractions volumiques des différentes phases introduites par irradiation nous a permis de proposer un modèle phénoménologique permettant de déterminer les sections efficaces des différents domaines.
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Kountchou, Tawokam Mikael. "Gonflement sous irradiation d'un acier de structure pour un réacteur de quatrième génération." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMR108/document.
Abstract:
Un acier austénitique stabilisé au titane, le 15-15Ti AIM1, a été choisi à l'état écroui comme matériau de référence des gaines de combustible du premier coeur d'ASTRID (prototype de Réacteur à Neutrons Rapides (RNR) refroidi au sodium). Cette étude contribue à la compréhension de l'évolution microstructurale sous irradiation de l'AIM1 à forte dose (>100 dpa) et en particulier des mécanismes de gonflement. Des campagnes d'irradiations aux ions de l'AIM1 et de son précurseur le 15-15Ti D4 (AIM1 sans phosphore), ont été menées sur l'installation Jannus-Saclay. Ces irradiations ont été réalisées jusqu'à une dose de 150 dpa en simple faisceau Fe2+ et 120 dpa en double faisceaux Fe2+ et He+ entre 550 et 630°C pour étudier les effets de l'hélium. En parallèle, des recuits thermiques à 650°C de durées comparables aux temps d'irradiation (<100h) ont été réalisés pour séparer les effets de la température et de l'irradiation. Les microstructures et les défauts d'irradiation ont été caractérisés principalement au microscope électronique à transmission (MET) et à la sonde atomique tomographique (SAT). Pendant les recuits thermiques à 650°C, une précipitation rapide de carbures de titane nanométriques sur les dislocations est observée. Une faible densité d'amas enrichis en phosphore (germes de phosphures) a également été détectée. Après irradiation aux ions, la microstructure de l'AIM1 et du 15-15Ti fait apparaître une population dense de boucles fautées de Frank reparties de manière homogène et qui évolue peu avec la dose (entre 45 et 150 dpa). La précipitation est constituée principalement de carbures de titane nanométriques, de phosphures (dans l'AIM1) et de carbures de chrome. La précipitation de phosphures dans l'AIM1 apparait accélérée par l'irradiation. Une ségrégation du Ni et du Si sur les dislocations est aussi mise en évidence. Les irradiations en simple faisceau même à 150 dpa créent une faible densité de cavités réparties de façon hétérogène dans les grains. Il a été montré que l'implantation simultanée d'hélium à 1 appm/dpa conduit à une densité de cavités nettement plus élevée. Dans ce cas, une association entre les cavités et les nanoprécipités (TiC et phosphures) est observée. Enfin une première comparaison entre les irradiations aux ions et aux neutrons sur le 15-15Ti D4 souligne de notables différences dans l'évolution de la précipitation et les mécanismes de formation des cavités. Un modèle de dynamique d'amas avec le code Crescendo permet de modéliser la formation des boucles de Frank, des cavités et l'évolution du réseau de dislocations et prend en compte la production d'hélium. Les paramètres du modèle ont été ajustés pour reproduire les données expérimentales des irradiations en simple faisceau à 630°C. L'extrapolation du modèle illustre le décalage du pic de gonflement vers les basses températures quand le taux de dommage diminue. Le modèle prenant en compte la présence de l'hélium reproduit l'augmentation de la densité de cavités observée en double faisceaux Fe-HeA cold-worked titanium stabilized austenitic steel, named 15-15Ti AIM1, is the reference material for fuel cladding to be used in the _rst core of ASTRID (prototype of Sodium cooled Fast neutron Reactor -SFR). This study contributes to the understanding of the microstructural evolution under high dose irradiation of AIM1 (> 100 dpa) and especially swelling mechanisms. Several ion irradiations of AIM1 and its precursor 15-15Ti D4 (AIM1 without phosphorus), were done at Jannus-Saclay facility. These irradiations were performed up to 150 dpa in single beam (Fe 2+) and up to 120 dpa in dual beams (Fe 2+ and He +) at a temperature set between 550 and 630 ° C in order to study the helium e_ects. Besides, thermal annealing at 650 ° Cequivalent to irradiation time (<100h) was carried out to separate the effects of temperature and irradiation. The microstructures and the irradiation-induced defects were characterized mainly by the transmission electron microscopy (TEM) and tomographic atom probe (SAT). During thermal annealing at 650 ° C, rapid precipitation of nanometric titanium carbides over dislocations was observed. A low density of phosphorus-enriched clusters (phosphide nucleation) was also detected. After irradiation with ions, the microstructure of AIM1 and 15-15Ti revealed high density of Frank faulted-loops distributed homogeneously and which didn'tevolve with the irradiation dose (between 45 and 150 dpa). The precipitation of nanometric titanium carbides, phosphides (in AIM1) and chromium carbides was observed. Precipitation of phosphides in AIM1 is accelerated by irradiation. Irradiation_induced segregation of Ni and Si on dislocations has also been highlighted. Single-beam irradiations even at 150 dpa show very low cavities density distributed heterogeneously in the grains. It is shown that the simultaneous injection of 1 appm / dpa helium leads to much higher cavity density. In this case, cavities are attached to nanoprecipitates (TiC and phosphides). Finally, a comparison between ion and neutron irradiation on 15-15Ti D4 highlighted significant differences in the evolution of precipitation and cavity formation mechanisms. A cluster dynamics model with the Crescendo code was used to simulate the formation of Frank loops, cavities and the evolution of the dislocation network, taking into account the helium production. The model parameters were adjusted to reproduce the experimental single beam irradiation data at 630°C. The extrapolation of the model shows the displacement of the swelling peak at low temperatures as the rate of damage decreases. Taking into account the presence of Helium, the model reproduces the increase of cavity density observed in double Fe-He beams
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Vieu, Christophe. "Phenomenes de degration et d'amorphisation induits par implantation ionique dans du silicium monocristallin." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30279.
Abstract:
Presentation d'une methode de calcul de la distribution des defauts nes par implantation ionique dans une cible cristalline et inventaire des modeles decrivant la transition cristal amorphe par implantation ionique. Il est montre comment ces travaux theoriques peuvent etre adaptes a la localisation de couches amorphes continues grace a ce calcul de la distribution de defauts. Etude par microscopie electronique en transmission de l'amorphisation a temperature ambiante de si et etude par microscopie electronique par reflexion de la degradation de surfaces atomiquement planes de si par implantation de gaz rares
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Boulehdid, Hanae. "Elaboration et caractérisation d'une membrane cationique monosélective par modification chimique d'un film ETFE." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2008. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210555.
Abstract:
Ce travail porte sur l'amélioration de la sélectivité préférentielle d'une membrane cationique à base d’ETFE pour une utilisation en électrodialyse afin de traiter des effluents industriels contenant un mélange d’acides et de sels métalliques. Pour cela, nous avons fait appel à la méthode de la modification chimique de la surface d’une membrane cationique par la formation d’un film superficiel mince portant des charges positives afin de former une barrière de répulsion électrostatique pour des cations bivalents tout en permettant le passage de cations monovalents tels que les protons.La synthèse de la membrane cationique de base a été réalisée en passant par différentes étapes à savoir :le greffage du styrène - divinylbenzène (DVB), la chlorosulfonation et l’hydrolyse.
Au cours de ce travail, nous avons mis au point un protocole de greffage du styrène-DVB dans le film d’ETFE qui permet l’obtention d’un film ayant un taux de greffage reproductible assurant à la membrane cationique finale une bonne conductivité électrique et une capacité d’échange acceptable pour une membrane d’électrodialyse. Une étude de la réaction de greffage en fonction de la concentration en réticulant a été réalisée.
Nous avons procédé par la suite à la modification de la surface du film d’ETFE greffé styrène-DVB par la formation d’une couche superficielle mince fixée par des liens covalents. Les membranes modifiées ont été obtenues par la réaction d’une seule face du film d’ETFE greffé chlorosulfoné avec la 3-diméthylaminopropylamine. La modification chimique de la surface du film ETFE greffé chlorosulfoné a été suivie par la technique FTIR-ATR. L’effet de la concentration de la diamine sur les propriétés électrochimiques des différentes membranes modifiées a été étudié. La résistance électrique des membranes modifiées équilibrées au contact de solutions de chlorure de sodium et d'acide sulfurique a été mesurée par la technique d’impédance. La détermination du nombre de transport du proton et de l’ion sodium a été réalisée à partir de mesures du potentiel de membrane. La densité de courant limite des membranes a été évaluée sur base des courbes courant-tension. Les mesures de chronopotentiométrie ont été également effectuées sur les différentes membranes synthétisées.
Les résultats de ces caractérisations montrent que la modification de la surface engendre des changements considérables au niveau des propriétés électrochimiques des membranes résultantes. La résistance électrique, la densité de courant limite ainsi que les propriétés de transport de la membrane dépendent d’une part de la concentration de la diamine utilisée et d’autre part de la solution dans laquelle la membrane modifiée est équilibrée.
La sélectivité préférentielle des différentes membranes vis-à-vis des protons par rapport aux ions bivalents a été testée en réalisant des électrodialyses d’un milieu mixte H2SO4-NiSO4. Nos résultats montrent que la modification chimique de la surface de la membrane affecte d’une manière significative le transport des ions nickel tout en respectant le passage des protons. Une meilleure séparation a été obtenue pour une membrane modifiée en utilisant la diamine pure.
Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Ravel, Frédéric. "Contribution à l'étude de l'implantation fer dans les grenats par microscopie électronique en transmission." Grenoble 1, 1986. http://www.theses.fr/1986GRE10127.
Abstract:
Etude des effets de l'implantation d'ions fers dans y::(3)al::(5)o::(12),gd::(3)ga::(5)o::(12) et y::(3)fe::(5)o::(12) par differentes techniques (microscopie electronique en transmission, retrodiffusion rutherford, diffraction rx). Les changements structuraux et les modifications des proprietes magnetiques dus a l'implantation sont etudies avant et apres recuit
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Gallais, Patrick. "Dépôt de couches minces de tantale par pulvérisation et étude des interactions TA/SIO :(2) et TA/SI à basses températures." Angers, 1987. http://www.theses.fr/1987ANGE0013.
Abstract:
Analyse par spectrométrie Auger des couches déposées par pulvérisation cathodique sur des substrats de silicium ou d'oxyde de silicium pour des températures comprises entre 50 et 500c. Certains échantillons sont élaborés en bombardant la couche durant sa formation à l'aide d'ions argon du plasma. Etude de la nature chimique des interactions entre TA et SI ou SIO::(2).
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AL-NEAMI, KADOM ANAM. "Mesure des sections efficaces de production des rayons x : :(l) des elements ::(56)ba, ::(57)la, ::(58)ce par des protons de 1 mev-3,5 mev." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13172.
Abstract:
Mesures dans des cibles epaisses de sulfates et d'oxydes, dans des cibles minces d'oxydes disposees sur des couches minces de carbone et dans des cibles epaisses de tetraborate de li dope par equiv. A 1% de ba, la ou ce sous forme de sulfate ou d'oxyde. Bon accord avec les previsions theoriques et avec les valeurs experimentales trouvees pour des elements voisins
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Bosland, Pierre. "Contribution à l'analyse cristallographique et mécanique des couches de molybdène préparées par pulvérisation cathodique magnétron." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0069.
Abstract:
Elaboration par pulverisation cathodique magnetron en faisant varier la tension de polarisation negative appliquee au substrat, de revetements de molybdene presentant differents etats de contraintes de compression. Analyse, en fonction de l'evolution des contraintes, de l'evolution de la texture cristallographique et de la teneur en argon incorpore dans les couches
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GATE, CHRISTOPHE. "Polymeres aliphatiques sous irradiation par des ions lourds." Caen, 1997. http://www.theses.fr/1997CAEN2035.
Abstract:
Cette these comporte 4 volets qui fournissent un aspect general coherent de l'irradiation aux ions lourds des polymeres aliphatiques. Le premier, a caractere fondamental, traite du cas des cibles de polyethylene (pe) sous irradiation avec des ions de haute energie. Les resultats anterieurs concernant les mesures de rendements de formation de defauts et la description des effets de vitesse (lies a l'extension radiale de la perte d'energie de l'ion incident) ont ete confirmes et affines. Deux polymeres aliphatiques supplementaires de structure voisine de celle du pe ont ete etudies afin d'estimer l'influence du substituant sur la formation de defaut sous irradiation. Les resultats permettent de proposer des mecanismes consistants pour expliquer la formation de chaque type de defaut. Le second s'interesse a la formation de defauts dans le pe a beaucoup plus basse energie. Le developpement d'un programme permettant de calculer le depot radial d'energie inelastique du aux atomes de recul permet de mieux comprendre l'influence des densites d'ionisation sur les rendements de formation des defauts. Des techniques originales de localisation des defauts ont ete developpees. Ce sont les volets 3 et 4 qui donnent acces a l'extension radiale des defauts autour du passage de l'ion : une technique de spectroscopie infrarouge a froid permet de discriminer les defauts crees dans la phase amorphe de ceux crees dans la phase cristalline et donne acces a leur position par rapport a la trace laissee par l'ion. L'utilisation de la diffraction des rayons x aux petits angles (dxpa) combinee a une technique de substitution des liaisons multiples par bromation fait appel a un compromis dans le choix de l'ion qui doit posseder un pouvoir d'arret eleve pour obtenir un contraste suffisant en dxpa, mais qui ne doit pas creer une trace trop importante sous peine de deplacer le signal vers les tres petits angles inaccessibles avec le dispositif experemental utilise.
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Lescoat, Marie-Laure. "Etude du comportement des nano-renforts des matériaux ODS (Oxide Dispersion Strengthened) sous irradiation : Approche analytique par des irradiations aux ions." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10167/document.
Abstract:
Les aciers ferritiques/martensitiques renforcés par dispersion d’oxydes (ODS) sont envisagés pour le gainage combustible des réacteurs à neutrons rapides à caloporteur sodium de quatrième génération. Les nano-oxydes étant à l’origine de la très bonne tenue en fluage à haute température de ces matériaux, il est nécessaire de s’assurer de leur stabilité pour les conditions extrêmes d’irradiation (jusqu’à 200 dpa) et de température (400-700°C) envisagées en service. Ainsi, l’objectif de ces travaux est d’étudier le comportement de ces nano-renforts sous irradiation. Une approche analytique par des irradiations aux ions in-situ et ex-situ est appliquée aux matériaux ODS Fe18Cr1W0,4Ti +0,3 Y2O3 et Fe18Cr1W0,4Ti + 0.3 MgO. Les résultats obtenus montrent notamment que les nano-renforts Y-Ti-O sont capables de résister à de très fortes doses d’irradiation (237 dpa, 500°C) et également que la cohérence des interfaces oxyde/matrice pourrait jouer un rôle important sur le comportement des renforts sous irradiation (stabilité et recombinaison des défauts ponctuels)Oxide Dispersion Strengthened (ODS) Ferritic-Martensitic (FM) alloys are expected to play an important role as cladding material in Generation IV sodium fast reactors operating in extreme temperature (400-500°C) and irradiation conditions (up to 200 dpa). Since nano-oxides give ODS steels their high-temperature strength, the stability of these particles is an important issue. The present study evaluate the radiation response of nano-oxides by the use of in-situ and ex-situ ion irradiations performed on both Fe18Cr1W0,4Ti +0,3 Y2O3 and Fe18Cr1W0,4Ti + 0.3 MgO ODS steels. In particular, the results showed that Y-Ti-O nano-oxides are quite stable under very high dose irradiation, namely 237 dpa at 500°C and, that the oxide interfacial structures are likely playing an important role on the behavior under irradiation (oxide stability and point defect recombination)
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Vu, Thi Hai Yen. "Simulation du Comportement sous Irradiation aux Ions Lourds du Nanocomposite Au-SiO2." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2015. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01265991/document.
Abstract:
Les matériaux nanocomposites de type métal-verre sont intéressants en raison de leurs propriétés optiques particulières. La technique de fabrication utilisant les faisceaux d’ions est un outil prometteur pour les nanocomposites. L’objectif de cette thèse était d’étudier d’un point de vue fondamental le comportement sous irradiation de nanoparticules (NPs) d’or enfouies dans une matrice de silice amorphe. Ma contribution réside dans l’interprétation par modélisation et simulation numérique des résultats expérimentaux obtenus auparavant par des chercheurs du Laboratoire des Solides Irradiés. Dans le premier type d’expériences, le système a été irradié par des ions d’or de 4 MeV alors que dans le second type l’irradiation est effectuée avec des ions de krypton de 74 MeV. Dans la première partie, la simulation par Monte Carlo cinétique (KMC) sur réseau rigide a été choisie et développée spécifiquement pour étudier le comportement de NPs sous irradiation à différentes températures. Les simulations ont permis de reproduire qualitativement les résultats expérimentaux à toute température. Nous avons retrouvé en particulier le mûrissement d’Ostwald qui se produit à haute température (T>900 K) et la dissolution des NPs qui se produit à basse température (T<600 K). Un régime de transition est observé entre 600 K et 900 K. La simulation par KMC a permis de mettre en évidence et d’expliquer un effet de taille sur la dissolution de NPs sous irradiation. Elle a également révélé que les modèles balistiques unidirectionnels pouvaient rendre compte de la loi de dissolution. Sur la base de l’approche théorique de Frost et Russel, nous avons alors construit avec succès un modèle analytique unidirectionnel capable de décrire la loi de dissolution. Dans la deuxième partie, le système évolue dans le régime de dépôt d’énergie électronique. Selon la taille de la NP, l’irradiation la vaporise (diamètre<10 nm), la transforme en nanobâtonnet (10-30 nm), en NP à facettes (30-60 nm) ou la déforme légèrement (>60 nm) selon l’axe de l’ion incident. Nous avons imaginé un scénario du mécanisme de la déformation qui repose sur la dilatation thermique de la NP métallique fondue dans la région de la trace de l’ion incident. Sa mise en œuvre, grâce à une nouvelle technique de simulation développée spécialement, a permis d’affiner certains éléments du scénario et d’améliorer la compréhension globale du processus. L’accord qualitatif entre les données expérimentales et les résultats obtenus par simulation valide le mécanisme proposéMetal-glass nanocomposites are interesting owing to their particular optical-properties. Ion irradiation can be used as a tool to fabricate nanocomposites. The aim of this thesis was to study, from a fundamental point of view, the behavior of gold nanoparticles (NPs) embedded in an amorphous silica matrix under irradiation. My contribution consists in the interpretation, by modeling and numerical simulation, of experimental results previously obtained by researchers of the Laboratoire des Solides Irradiés. In a first type of experiments, the system was irradiated with 4 MeV gold ions while in a second type the irradiation was performed by using 74 MeV krypton ions. For the study of the first type of experiments, the simulation by kinetic Monte Carlo (KMC) on rigid lattice was chosen and developed specifically to study the behavior of NPs irradiated at different temperatures. The simulations allows us to reproduce qualitatively the experimental results at any temperature. We found that the system evolves within a direct coarsening regime at high temperature (T>900 K) whereas at low temperatures (T<600 K) it becomes resistant to coarsening and the NPs dissolve. A transition regime is observed between 600 K and 900 K. The KMC simulation highlights and explains an effect of the size of the NPs on their dissolution under irradiation. It also demonstrated that unidirectional ballistic models could account for the law of dissolution. A model based on the theoretical approach of Frost and Russel including a size-dependent recoil generation rate fully describes the dissolution for any NP size. In the second type, the system evolves in the electronic energy deposition regime. Depending on their size, the NP can be vaporized (diameter<10 nm), transformed into nanorod (10-30 nm) or faceted NP (30-60 nm) or slightly deformed (>60 nm) by the incident ions. We imagined a scenario for the mechanism of deformation which is based on the thermal expansion of the melted NP into the track produced by the incident ion in the matrix. Its implementation using a new simulation technique helped to refine certain elements of the scenario and to improve the overall understanding of the process. The qualitative agreement between the experimental data and the results obtained by the simulation validate the proposed mechanism
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Lv, Xue-Yang. "Irradiation de glaces d’intérêt astrophysique par des ions lourds." Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2074.
Abstract:
Ce travail de thèse porte sur l’irradiation de glaces composées de molécules simples (H2O, CO, CO2, NH3) par des ions lourds produits par GANIL. Ces glaces sont présentes dans certains milieux astrophysiques tels que les comètes, les surfaces des lunes de Jupiter et les nuages denses. L’irradiation en laboratoire simule l’effet des rayons cosmiques pour les ions de haute énergie et du vent solaire pour les ions de basse énergie. La technique d’observation est la spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier, technique qui autorise la détection des molécules créées dans le « bulk », lors du passage de l’ion incident. La thèse porte donc sur l’établissement de lois d’évolutions de systèmes en fonction de l’énergie déposée, par exemple l’évolution des sections efficaces de destruction de molécules simples et abondantes dans l’espace en fonction du pouvoir d’arrêt électronique. Des expériences d’implantation ont aussi été réalisées afin de connaître les modifications chimiques induites sous irradiation et de déterminer le taux de production de molécules telles que CO2 et SO2. Ces taux de production ont été comparés aux observations réalisées sur les lunes de Jupiter. Le mélange CO2-NH3 a aussi été irradié. Différentes espèces telles que CO, OCN- et [HCOO-][NH4+] ont été produites et indique que des molécules plus complexes peuvent être potentiellement formées dans l’espace par irradiation de glacesThis thesis concerns irradiation of ices composed of simple molecules (H2O, CO, CO2, NH3) with heavy ion beams at GANIL. These ices exist in several astrophysical environments such as comets, surfaces of Jovian satellites, and dense molecular clouds. Irradiation in the laboratory allows simulating the effects of cosmic rays with high energy ion beams, and those of solar wind with low energy beams. The analysis is performed by Fourier transformed Infrared absorption spectroscopy, which allows detecting molecules created during ion irradiation. The evolution of the ices, characterized by destruction cross sections, formation cross sections and sputtering yields was studied as a function of the deposited energy for some of the most abundant simple molecules in space as a function of electronic stopping power. Furthermore, Implantation experiments were performed in order to study chemistry induced by the projectile ions and formation of molecules such as CO2 and SO2. The formation rates were compared to the corresponding observations of abundance of those molecules and the Jovian moon Europa. After irradiation of the mixture CO2+NH3 several new species such as CO, OCN- et [HCOO-][NH4+] were observed. This indicates that complex molecules can possibly be formed by irradiation of ices in space
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Sall, Mamour. "Irradiation par des ions de grande énergie de semiconducteurs III-N (AlN, GaN, InN) : création de défauts ponctuels et étendus." Phd thesis, Université de Caen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00936879.
Abstract:
Les matériaux semiconducteurs III N (AlN, GaN, InN) présentent des propriétés intéressantes pour la micro et l'opto-électronique. Ils peuvent être soumis à différents types d'irradiation dans une large gamme d'énergie de projectile. Dans l'AlN, initialement considéré insensible aux excitations électroniques (Se), nous avons mis en évidence une synergie inédite entre Se et les chocs nucléaires (Sn) pour la création de défauts absorbants à 4.7 eV. Par ailleurs, un autre effet du Se est mis en évidence dans l'AlN : les dislocations vis subissent, sous l'effet du Se, une montée aux fortes fluences d'irradiation. Dans le GaN, deux mécanismes de création peuvent être à l'origine des défauts absorbants à 2.8 eV: une synergie entre Se et Sn, ou une création uniquement due à Sn mais avec un fort effet de la taille des cascades de déplacement. L'étude, par MET, des effets de Se dans les trois matériaux, montre un comportement très différent d'un matériau à l'autre bien qu'ils appartiennent à la même famille des nitrures avec la même structure atomique. Sous irradiation aux ions monoatomiques (vitesse entre 0.4 et 5 MeV/u), tandis que l'on observe des traces discontinues dans le GaN et l'InN, aucune trace n'est observée dans l'AlN avec le plus fort pouvoir d'arrêt électronique (33 keV/nm). Il faut des fullerènes pour observer des traces dans l'AlN. Le modèle de la pointe thermique inélastique a permis de calculer les énergies nécessaires pour produire des traces dans l'AlN, le GaN et l'InN, elles sont respectivement de 4.2 eV/atome, 1.5 eV/atome et 0.8 eV/atome. Cette différence de sensibilité aux effets de Se, se retrouve également aux fortes fluences d'irradiation.
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Benyagoub, Abdenacer. "Étude des mécanismes d'amorphisation des métaux par implantation ionique et irradiation." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112366.
Abstract:
Nous avons étudié les mécanismes d'amorphisation des métaux par implantation ionique et irradiation à l'aide des techniques de mesure de résistivité électrique, de RBS et de canalisation. La résistivité électrique nous a indiqué que le domaine de faisabilité des alliages métalliques amorphes produits par implantation ionique est généralement plus étendu que celui des alliages élaborés par trempe rapide. Nous avons mis au point une méthode simple mais rigoureuse permettant de déterminer, à partir des courbes de décanalisation, la fraction amorphe (au maximum de désordre), dans un monocristal bombardé par des ions. La canalisation nous a montré que la cinétique d'amorphisation de métaux par implantation ionique présente une variation sigmoïdale à basse température, tandis qu'elle est quasi-linéaire à plus haute température. Pour interpréter ces résultats (ainsi que ceux d'autres auteurs), nous avons mis au point deux modèles basés sur l'hypothèse que l'amorphisation se fait par amas. Les expériences d'amorphisation par irradiation d'alliages métalliques cristallins présentant des équivalents amorphes nous ont permis de proposer un modèle tenant mieux compte de la saturation à haute fluence que celui de Gibbons. Nous avons trouvé qu'il suffit de créer 0. 03 d. P. A. Pour amorphiser un volume donné de Ni₃B à basse température, indépendamment de la nature de l'ion irradiant. L'étude, par résistivité électrique, de l'évolution sous irradiation d'alliages métalliques amorphes nous a permis de mettre en évidence l'existence, selon la nature et la composition de l'alliage, de deux mécanismes d'endommagement. Le premier consiste en la création de "défauts ponctuels" et le second en la formation de volume libreWe have studied the amorphization mechanisms of metals induced by ion implantation and irradiation using electrical resistivity, RBS and channeling experiments. Electrical resistivity results have shown that the glass forming ability range in ion implanted metallic alloys is generally larger than that of rapidly quenched alloys. We have established a method which allows to determine, from dechanneling curves, the amorphous fraction (at the maximum disorder depth) in an ion bombarded single crystal. Channeling has shown that the amorphization kinetics of metals by ion implantation exhibits a sigmoidal variation at low temperature, while the kinetics is quasi-linear at higher temperature. We have established two models, both based on the assumption that amorphization occurs by cluster formation, to interpret our (and other) results. Irradiation experiments of crystalline metallic alloys presenting amorphous counterparts have allowed to propose an amorphization model which better accounts for the high fluence saturation than that of Gibbons. We have found that, at low temperature, only 0. 03 dpa is needed to amorphize a given volume of Ni₃B, independantly of the irradiating ion nature. The study, by electrical resistivity experiments, of the irradiation behavior of amorphous metallic alloys has revealed the existence of two different disordering mechanisms depending on the nature and the composition of the irradiated alloy. The first one consists in creation of point-like defects while the second one leads to free volume formation
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Stoto, Tiziana. "Étude par microscopie électronique des effets d'irradiation dans le carbure de bore." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112359.
Abstract:
Le carbure de bore est à la fois un solide désordonné non-stœchiométrique et un fritté céramique dont la structure microcristallisée est affectée par un fort micromaclage. Vu ses importantes applications nucléaires (matériau candidat pour la protection de la première paroi des réacteurs de fusion ; absorbant neutronique dans les barres de contrôle des surgénérateurs) nous en avons étudié, par microscopie électronique, le comportement sous irradiation. Soumis à une irradiation neutronique ce matériau gonfle par production interne d'hélium se fracture et finit par se réduire en poudre fine. Ces processus sont, dans un large domaine de température, insensibles aux paramètres de l'irradiation (température, flux instantané et même spectre des neutrons). Dans cette étude fondamentale, l'observation d'échantillons frittés irradiés aux neutrons d'un surgénérateur (taux de combustion de 1,5 x 10-3 à 10-1 He/atome ; T de 900 à 1800 K) aux électrons d'un microscope électronique à haute tension (flux instantané de 1019 ecm-2s-1 ; dose de 3 d. P. A. Et T entre 12 et 1000 K) et aux particules alpha d'un cyclotron (dose de 6 x 10-3 He/atome ; T de 1050 à 2000 K) a permis de comprendre les mécanismes élémentaires du gonflement et de la microfracturation et de séparer les rôles respectifs des défauts ponctuels et de l'hélium. La mise au point de l'expérience d'implantation d'hélium, à température contrôlée, dans des lames de microscopie électronique a constitué la partie plus technique de ce travail expérimentalBoron carbide is a disordered · non-stoichiometric material with a strongly microtwinned polycristallyne microstructure. This ceramic is among the candidate materials for the first wall coating in fusion reactor and is used as a neutron absorber in the control rods of fast breeder reactors. The present work deals with the nature of radiation damage in this solid. Because of helium internal production, neutron irradiated boron carbide is affected by swelling and by a strong microcracking which can break up a pellet in fine powder. These processes are rather insensitive to the irradiation parameters (temperature, flux and even neutron spectrum). Transmission electron microscopy of samples irradiated by the fast neutrons of a reactor (burnup = 1. 5 10-3 – 10-1 He/atom; T = 900 - 1800 K), the electrons of a high voltage electron microscope (flux= 1019 ecm-2s-1, dose = 3 d. P. A. , T = 12- 1000 K) and of samples implanted with helium ions (dose= 6 10-3 He/atom, T = 1050- 2000 K) was used to understand the respective roles of helium and point defects in the processes of swelling and microcracking. The design of an irradiation chamber for helium implantation at controlled temperature from 600 to 1700 °C was an important technical part of this work
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Massouras, Georgios Christos. "Etude du mélange atomique dans des structures multicouches silicium-étain induit par irradiation ionique." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10051.
Abstract:
Des faisceaux d'ions lourds energetiques ont ete utilises pour induire un melange atomique de films minces alternes de silicium et d'etain predeposes sur un substrat. Les techniques de caracterisation sont la spectroscopie de retrodiffusion de particules alpha, la microscopie electronique en transmission et a balayage, la spectroscopie mossbauer en electrons de conversion et les mesures electriques. Les principaux resultats sont: (i) l'irradiation ionique induit un melange des especes atomiques; (ii) la quantite d'atomes d'etain se trouvant en solution dans le reseau du silicium amorphe peut exceder jusqu'a deux ordres de grandeur la limite de solubilite de l'etain dans le silicium; (iii) dans tous les cas, une fraction des atomes d'etain se trouve sous forme de petits precipites de taille environ 6 nm; (iv) la matrice amorphe avec les precipites metalliques presente un comportement semiconducteur
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MIKOU, MOHAMMED. "Defauts crees par irradiation aux ions lourds rapides dans l'arseniure de gallium : etude par effet hall et photoluminescence." Caen, 1995. http://www.theses.fr/1995CAEN2018.
Abstract:
Plusieurs echantillons de gaas de type n et de type p elabores par differentes techniques (cz, mocvd et mbe) ont ete irradies a ganil avec des ions des plus legers (oxygene) aux plus lourds (plomb) et avec des energies comprises entre 163mev et 5730mev. Les mesures in situ de resistivite et d'effet hall realisees au cours de l'irradiation ont revele la diminution de la densite des porteurs et la degradation de leur mobilite dans le cas des deux types de materiaux. Ces effets sont dus aux defauts crees par l'irradiation aux ions rapides. Des mesures de spectroscopie transitoire des niveaux profonds (dlts) dans le cas du materiau de type n ont permis de deduire la nature discrete de ces defauts crees qui sont essentiellement lies a la paire lacune-interstitiel d'arsenic. Ces defauts sont representes electriquement par des niveaux profonds crees dans la bande interdite du semi-conducteur avec differents etats de charge. Ces niveaux piegent les porteurs libres et conduisent a l'augmentation de la resistivite du materiau. La degradation de la mobilite est due a la diffusion des porteurs sur les defauts crees par irradiation (en particulier, les defauts charges). Des modeles de simulation des variations, avec la fluence, de la concentration et de la mobilite de hall sont developpes et font en particulier appel a un modele de conduction a deux bandes (de conduction et d'impuretes) pour le type n. Les resultats permettent de preciser les etats de charge de la lacune d'arsenic et fournissent des taux de production de defauts identiques pour les irradiations effectuees a 77k et a 300k. L'analyse par photoluminescence des echantillons irradies montre que l'intensite des raies observees decroit en fonction de la fluence des ions incidents. Cette decroissance est due a la creation par irradiation d'autres niveaux non radiatifs qui conduisent a la diminution de l'efficacite quantique des transitions radiatives et aussi a la diminution de la concentration des centres radiatifs. Enfin, les resultats normalises des variations, en fonction de la fluence, de la resistivite et de la photoluminescence des echantillons irradies, associes aux resultats de la comparaison entre les taux de creation de defauts deduits des calculs de simulations et les taux theoriques de deplacements atomiques (ndpa/e), calcules uniquement a partir des collisions nucleaires, revelent que le pouvoir d'arret electronique ne contribue pas de facon notable a la creation de defauts, mais il conduit peut etre au recuit d'une partie de ces derniers
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Dalmasso, Chrystelle. "Caractérisation des défauts ponctuels induits par l'irradiation dans les céramiques : exemple des oxydes α-A12O3, MgO et MgA12O4." Nice, 2005. http://www.theses.fr/2005NICE4017.
Abstract:
Ce travail concerne la caractérisation des dommages d’irradiation induits dans trois céramiques oxydes susceptibles d’être utilisées comme matrice inerte pour cible de transmutation: α-Al2O3, MgO et MgAl2O4. Pour simuler l’impact des fragments de fission, les échantillons ont été irradiés avec des ions lourds de quelques centaines de MeV. L’endommagement créé a été analysé par thermoluminescence (TL), absorption optique, fluorescence, résonance paramagnétique électronique (RPE) et diffraction des rayons X (DRX) à faible incidence. L’irradiation induit la formation d’agrégats de lacunes anioniques à partir de lacunes isolées présentes initialement ou créées lors des cascades de déplacements ; les défauts induits dans MgAl2O4 sont également liés au désordre cationique. La diminution de l’intensité de TL observée suite à l’irradiation est corrélée à l’augmentation de l’absorption optique des matériaux mais aussi à la diffusion des défauts ponctuels vers les joints de grains et aux agrégats de défauts créés par les ions lourds. Les mesures de DRX montrent que MgAl2O4 présente une phase amorphe alors que α-Al2O3 et MgO restent cristallins même à haute fluence (2,0. 1014 ions/cm²). L’étude de différents paramètres d’irradiation indique que le pouvoir d’arrêt joue un rôle fondamental dans l’endommagement et que les défauts ponctuels sur le réseau anionique sont créés lors des collisions nucléaires. En outre, l’irradiation à haute température induit une coalescence des défauts isolés aboutissant à la formation d’agrégats de défauts. Enfin, les expériences de recuit mettent en évidence l’existence d’une température critique de 500 °C pour la guérison des défauts induits observésThis work is about characterization of radiation damage induced in three ceramic oxides candidates as inert matrix for the transmutation of nuclear waste: α-Al2O3, MgO and MgAl2O4. To simulate the impact of fission fragments, the sintered samples were irradiated with swift heavy ions. The radiation damage produced has been characterized by thermoluminescence (TL), optical absorption, fluorescence, electron paramagnetic resonance (EPR) and small incidence X-ray diffraction (XRD). Irradiation induced clusters of anion vacancies from isolated vacancies initially present or created during displacement cascades; defects induced in MgAl2O4 are also associated with cation disorder. Following irradiation, the observed decay of the TL intensity can be related to a rise of the sample absorption but also to point defects diffusion at grain boundaries and to large defect complexes produced by the incident heavy ions. Grazing XRD measurements show the amorphization of MgAl2O4 whereas α-Al2O3 and MgO pellets remain crystalline even at high fluences (2,0. 1014 ions/cm²). The study of various irradiation parameters indicates that the stopping power plays an essential role on the radiation damage produced and that point defects in the anion sublattice are created during nuclear collisions. Besides, high temperature irradiation induced coalescence of isolated defects thus forming defects aggregates. Finally, thermal annealing experiments suggest a critical temperature of 500 °C for the recovery of the observed induced defects
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Hellio, Christine. "Étude par microscopie électronique à transmission des défauts induits par irradiation aux ions et aux électrons dans du zirconium pur et quatre de ses alliages." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112482.
Abstract:
Étude cristallographique et cinétique des défauts crées par irradiation entre 400 et 700 c par des ions zr**(+) (500 kev) et par des électrons (1 mev) dans zr pur, zr-1760 ppm o, zr-1% nb-430 ppm o, zr-1% nb-1800 ppm o, et dans l'alliage zircaloy 4 (% en poids). Les défauts sont essentiellement des boucles de dislocations. Analyse cinétique de leur croissance. Influence de l'oxygène. Détermination de l'énergie apparente de migration de lacunes. Analyse du comportement au recuit après irradiation ionique
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Dammak, Hichem. "Changement de phase cristalline induit par irradiation aux ions lourds rapides dans un métal pur." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1994. http://www.theses.fr/1994EPXX0005.
Abstract:
L'irradiation à basse température avec des ions lourds rapides montre que, dans certains métaux, une forte excitation électronique peut jouer un rôle dans le processus d'endommagement. Nous avons montré que ce rôle peut être important au point de provoquer une transformation de phase dans un métal pur comme le titane. Dans cette transformation le titane passe de la phase alpha stable dans les conditions ordinaires de température et de pression à la phase oméga de haute pression. La cinétique de ce changement de phase sous irradiation a été étudiée et un mécanisme a été proposé. Dans d'autres métaux (fer, zirconium,. . . ) présentant des transformations de phase sous pression, une forte excitation électronique ne conduit pas toujours à un changement de phase mais plus simplement à la création de petits défauts. En revanche dans le béryllium nous avons détecté tous les signes d'un changement de phase comparable à celui du titane. Nous avons ainsi été conduits à proposer quelques critères permettant de dire quels sont les métaux susceptibles de s'endommager facilement par excitation électronique: 1) existence dans le diagramme de phase d'une transformation sous pression ou; 2) existence dans le spectre de phonons de modes mous ou de basses fréquences
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Dammak, Hichem. "Changement de phase cristalline induit par irradiation aux ions lourds rapides dans un métal pur /." Gif-sur-Yvette : Service de documentation et d'édition multimédia, Centre d'études de Saclay, 1994. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35771191c.
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DUARTE, EDUARDO SEPERUELO. "ETUDE DES EFFETS DE L´IRRADIATION PAR DES IONS LOURDS SUR DES GLACES D´INTÉRÊT ASTROPHYSIQUE PAR SPECTROSCOPIE INFRAROUGE." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2009. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=15132@1.
Abstract:
COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIORDans le système solaire et dans les régions denses du milieu interstellaire, des manteaux de glaces constitués de petites molécules sont irradiés par des particules ionisantes : des photons, des électrons et des ions. L’interaction entre les particules énergétiques et les manteaux induit plusieurs processus tels que les réactions chimiques, les changements de phase et la désorption de molécules. Les effets de l’irradiation par des photons et des ions légers sont étudiés depuis 20 ans. Cependant, les expériences réalisées avec des ions lourds et rapides sont rares dans la littérature. Bien que les ions légers soient plus abondants, le grand pouvoir d’arrêt et le haut rendement de pulvérisation des ions lourds peuvent compenser cet écart numérique. Ce travail résulte d’un projet de collaboration entre la PUC-Rio et le CIMAP-GANIL. L’objectif de ce projet est d’étudier l’effet de l’irradiation de glaces astrophysiques avec des ions lourds et rapides. Les expériences ont été réalisées sur les lignes IRRSUD et SME du GANIL avec des ions Ni (46 et 537 MeV). L’analyse des glaces a été faite par spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier (FTIR). Quatre cibles ont été irradiées et analysées : H2O, CO, CO2 et H2O :CO :NH3. Les sections efficaces de destruction, de création des molécules produites et les rendements de pulvérisation ont été déterminés pour chaque cible. Les résultats obtenus montrent que les ions lourds sont plus efficaces que les protons pour la pulvérisation des manteaux de glaces alors que les protons sont eux plus efficace pour la synthèse de nouvelles molécules.
No Sistema Solar e em regiões densas do meio interestelar, mantos de gelo constituídos de moléculas pequenas estão expostos à irradiação de partículas ionizantes: fótons, elétrons e íons. A interação entre partículas energéticas e os mantos induzem uma série de processos físicos e químicos no gelo como: reações químicas, mudanças de fase e dessorção de moléculas. Os efeitos da irradiação provocados por fótons e íons leves como prótons e partículas alfas vêm sendo estudados há mais de 10 anos. Porém, experimentos envolvendo a irradiação com íons pesados e rápidos são escarsos na literatura. Apesar dos íons leves serem mais abundantes no espaco, a alta taxa de ionização e o alto rendimento de dessorção induzidos pelos íons pesados podem compensar sua menor abundância. Este trabalho consiste em estudar os efeitos da irradiação de gelos astrofísicos por íons pesados e rápidos, em projeto de colaboração entre as instituições PUC-Rio e CIMAP-GANIL. Os experimentos foram realizados nas linhas de baixa e média energia do acelerador GANIL, utilizando íons de Ni com 46 MeV e 537 MeV de energia cinética. Os gelos foram analisados utilizando a técnica de espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os quatro gelos irradiados foram: H2O, CO, CO2 e H2O:NH3:CO. As grandezas analisadas foram as seções de choque de destruição destas moléculas, as seções de choque de formação de novas espécies moleculares formadas nos gelos e os rendimentos de dessorção. Os resultados mostram que os íons pesados são mais eficientes do que os prótons na dessorção de moléculas em mantos de gelo no espaço, mesmo considerando as baixas abundâncias deles nos raios cósmicos. Ao contrário, em se tratando de síntese de novas espécies moleculares, os prótons são mais eficientes do que os íons pesados.
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Jaouen, Christiane. "Etude des mécanismes des transformations de phase induites par irradiation aux ions dans les systèmes métalliques." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376061630.
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Crépin-Hémon, Stéphanie. "Irradiation de cibles nanometriques par des ions lourds rapides : etude par diffraction x de la modification structurale de l'oxyde d'yttrium." Caen, 1998. http://www.theses.fr/1998CAEN2036.
Abstract:
L'endommagement induit par irradiation avec des ions lourds rapides est connu dans les materiaux massifs. Que devient-il quand la dimension des cristallites de la cible devient de l'ordre de la dizaine de nanometres ? nous avons irradie quatre types d'echantillons d'oxyde d'yttrium (dont l'endommagement se traduit par une transition de la phase cubique vers la phase monoclinique caracterisee par diffraction x) : monocristaux, frittes, poudres non broyees et broyees. Nous avons constate que : i) les monocristaux sont insensibles au pouvoir d'arret electronique ; ii) les echantillons frittes ne presentent pas ou presentent peu la transition de phase sous irradiation ; iii) les poudres non broyees transitent plus facilement que les echantillons frittes vers la phase monoclinique ; iv) cette transition apparait plus nettement dans les poudres broyees. L'existence d'un effet de taille des cristallites de la cible est mis en evidence. Il est egalement apparu que le role de la fraction volumique initiale de phase monoclinique est important. En outre, pour les poudres, il existe un seuil en pouvoir d'arret electronique et au-dessus de ce seuil, la facilite de la transition de phase augmente avec le pouvoir d'arret electronique. Les calculs de pointe thermique donnent des resultats coherents avec les resultats experimentaux : i) les petits cristallites transitent entierement d'une structure cubique vers une structure monoclinique ; ii) l'elevation de pression locale, liee a l'elevation de temperature consecutive au passage de l'ion, est compatible avec la transition de phase observee.
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BERTHELOT, AUDREY. "Effets dimensionnels dans le comportement de l'oxyde d'etain sous irradiation par des ions lourds : etude par microscopie electronique et modelisation." Caen, 2000. http://www.theses.fr/2000CAEN2028.
Abstract:
Ce travail s'inscrit dans un programme de recherches concernant le comportement de nanomateriaux soumis a des ions lourds. Nous avons choisi d'etudier l'oxyde d'etain sous forme d'une poudre nanometrique d'une grande purete et d'echantillons frittes. De nombreux ions ont ete utilises pour les irradiations et la morphologie des traces a ete analysee par microscopie electronique a transmission et haute resolution. Pour des ions de faibles pouvoirs d'arret electronique s e (ar et ni), aucun endommagement n'a ete observe dans les grains de la poudre. Dans le cas des ions cd, des crateres sont visibles a la surface du grain. Pour des ions de forts pouvoirs d'arret electronique (ta, pb et u), des trous ont ete observes dans la poudre alors que les traces se presentent sous forme de crateres dans les echantillons frittes. Un travail approfondi de simulation d'images prises en mehr a permis de determiner la quantite de matiere enlevee par ion incident. Le modele de la pointe thermique a ete choisi pour interpreter les resultats experimentaux. Pour les ions de faibles pouvoirs d'arret electronique, les resultats du modele sont coherents avec les observations puisque la temperature maximale calculee est toujours inferieure a la temperature de fusion. Pour les ions de forts pouvoirs d'arret electronique, les temperatures calculees sont superieures a la temperature de vaporisation et sont d'autant plus importantes que s e est grand. L'extension radiale des traces est attribuee au rayon de la zone de matiere vaporisee. Le cas des ions cd est different. Le modele initial n'explique pas la formation de crateres. Nous avons donc ete amenes a le modifier en introduisant un effet d'epaisseur. Les resultats montrent que l'elevation de temperature
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Victor, Guillaume. "Étude des modifications structurales induites dans le carbure de bore B4C par irradiation aux ions dans différents domaines d’énergie." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1278/document.
Abstract:
Le carbure de bore B4C est envisagé en tant qu'absorbeur de neutrons dans les réacteurs nucléaires à neutrons rapides et à caloporteur sodium, RNR-Na, de génération IV. Cette filière de réacteur constitue aujourd'hui la référence pour l'avenir du nucléaire en France. Ainsi, un premier concept de réacteur RNR-Na, nommé ASTRID, devrait être construit aux alentours de 2025. L'objectif de notre étude est de comprendre, d'un point du vue fondamental, les effets induits par les irradiations aux ions, sur la structure cristallographique de B4C, dans différents domaines de pouvoirs d'arrêt. Pour cela, des échantillons de B4C, frittés par Spark Plasma Sintering (SPS) au SPCTS de Limoges, ont été irradiés par des ions de différentes natures et de différentes énergies, nous permettant de favoriser: (i) le pouvoir d'arrêt nucléaire Sn, afin d'induire un endommagement dit balistique dans le matériau, ou (ii) le pouvoir d'arrêt électronique Se, pour induire un endommagement dit électronique. Les irradiations en régime balistique ont été réalisées à l'aide d'ions C+, Ar+ et Au+ à des énergies inférieures au MeV, sur le VdG 4 MV de l'IPNL et auprès de la plateforme JANNuSOrsay. Les modifications structurales de B4C dans des gammes d'endommagement compris entre 0 et 9 dpa ont ainsi pu être étudiées. Les irradiations en régime électronique ont été effectuées par des ions S9+ et I9+ de 60 et 100 MeV sur l'accélérateur Tandem de l'IPNO. L'impact des excitations électroniques sur B4C à des pouvoirs d'arrêt électronique compris entre 4 et 15 keV.nm-1 a été déterminé. Afin d'étudier également les effets couplés de l'irradiation et de la température, toutes les irradiations ont été réalisées à température ambiante (RT), à 500°C et à 800 °C. Les caractérisations microstructurales des échantillons irradiés ont été effectuées principalement par microspectrométrie Raman au CEA Saclay et par Microscopie Electronique en Transmission (MET) in situ à JANNuS-Orsay. Nos études ont permis de mettre en évidence un seuil d'amorphisation du B4C dans les deux régimes d'endommagement à RT. En régime balistique, l'amorphisation du matériau est atteinte pour un taux de 9 dpa environ. En régime électronique, un pouvoir d'arrêt de 9 keV.nm-1 a permis de mettre en évidence une amorphisation du matériau induite par la formation de traces latentes nanométriques amorphes, et leur recouvrement à hautes fluences. De plus, nous avons également montré que la température permettait de limiter l'endommagement dès 500°C dans B4C, voire de l'inhiber presque totalement à 800°CBoron carbide B4C is a material considered as neutron absorber for the Sodium Fast reactors SFR of the fourth generation. This type of reactor is the reference for the future of the nuclear technology in France. A first prototype of SFR, called ASTRID, should be built around 2025. The aim of this study is to understand, from a fundamental point of view, the effects induced by ion irradiation on the crystallographic structure of B4C, in different energy ranges. So, boron carbide samples were sintered by Spark Plasma Sintering (SPS) technique at the SPCTS laboratory in Limoges (France) and then irradiated with ions of different natures and energies, favoring: (i) the nuclear stopping power, creating ballistic damage in the material, or (ii) the electronic stopping power, creating mainly electronic damage. For the irradiations in the ballistic regime, we used C+, Ar+ and Au+ ions with energies below 1 MeV, on the accelerator VdG 4 MV of the IPNL and on the JANNuS-Orsay plateform. The structural modifications of B4C were studied between 0 and 9 dpa. The irradiations in electronic regime were performed with S9+ and I9+ ions with energies of 60 and 100MeV, at the 15 MV Tandem accelerator of the IPNO. The electronic excitations values corresponding to those conditions are ranging between 4 and 15 keV.nm-1. The irradiations were carried out at room temperature, 500°C and 800°C to study the coupled effects of temperature and irradiation. The structural characterizations of the samples after irradiation were performed by Raman spectrometry at CEA Saclay and by in situ Transmission Electron Microscopy at the JANNuS-Orsay facility. Our study demonstrated the existence of an amorphisation threshold in boron carbide in both irradiation regimes at room temperature. In the ballistic regime, the amorphisation of the material is reached around a value of 9 dpa. In the electronic regime, from a stopping power in between 9 and 10 keV.nm-1 an amorphisation process, induced by the formation of latent tracks and their overlapping at high fluences was observed. Moreover, at 500°C, we showed that the temperature slowed down the damage induced by the irradiation in B4C, and almost totally prevented it at 800°C
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Moisy, Florent. "Etude des modifications induites dans les semiconducteurs AlxGa1-xN par irradiation aux ions lourds de haute énergie." Caen, 2016. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01843596.
Abstract:
Les semiconducteurs III-N sont des matériaux intéressants pour des applications optoélectroniques. Que ce soit lors de leur élaboration (modification des propriétés par implantation ionique) ou lors de leur potentielle utilisation en environnements extrêmes (par exemple l’espace), ils peuvent être confrontés à l’action des ions lourds dans une large gamme d’énergie. Ce travail de thèse s’est concentré sur l’étude des modifications induites dans les alliages AlxGa1-xN par l’irradiation aux ions lourds du GANIL. Dans le GaN, la formation de lacunes de Ga a été mise en évidence, ces dernières provenant d’un processus impliquant les collisions élastiques seules. En revanche, la formation de traces désordonnées sur le trajet des ions impliquant des pouvoirs d’arrêt électroniques élevés (Se) a été observée. Ces traces d’ions engendrent des variations importantes de la rugosité de surface, mais également une fermeture du gap optique, l’apparition de déformations en extension dans la direction parallèle au faisceau d’ions ainsi que de contraintes de compression dans le plan de base de plusieurs GPa. En ce qui concerne les alliages AlxGa1-xN avec x allant de 0,3 à 1, les défauts ponctuels créés sont de nature plus complexe et une synergie entre les excitations électroniques et les collisions élastiques est responsable de leur formation. En revanche, l’augmentation de la fraction molaire d’Al (x) tend à augmenter la résistance à la formation de traces d’ionsNitride semiconductors are attractive materials for optoelectronic applications. They can be subjected to heavy ions in a wide range of energy during their elaboration (improvement of their properties by ionic implantation) or during their potential use in extreme environments (outer space). This thesis focuses on the study of AlxGa1-xN alloys under heavy ion irradiation from GANIL. In GaN, the formation of Ga vacancies has been highlighted, these latter coming from elastic collisions between atoms in the material and the projectiles. On the other hand, it is possible to observe the formation of disordered ion tracks for projectiles with high electronic stopping power (Se). These tracks induce strong surface modifications, a closing of the optical bandgap, but also an extension strain along the direction parallel to the ion direction and biaxial stresses of some GPa. Concerning AlxGa1-xN alloys with x from 0. 3 to 1, the points defects are more complex, and a synergy between electronic excitations and nuclear collisions is responsible of their formation. Nevertheless, the increase of the Al molar fraction (x), tends to improve the resistance to ion tracks formation in these materials
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D'Orléans, Céline. "Elaboration par implantation ionique de nanoparticules de cobalt dans la silice et modifications de leurs propriétés sous irradiation d'électrons et d'ions de haute énergie." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13101.
Abstract:
L'objectif de ce travail est d'explorer les possibilités offertes par les faisceaux énergétiques pour élaborer des nanoparticules magnétiques dans la silice et d'en modifier les propriétés. Des ions Co+ ont été implantés à 160 keV à 2. 1016,5. 1016 et 1017 at. Cm-2,à des températures de 77, 295 et 873K. Nous avons montré la dépendance de la taille des particules de la fluence,et de façon plus prononcée,de la température d'implantation. La MET révèle la présence de particules d'un diamètre de l'ordre de 1 nm qui augmente jusqu'à 9,7 nm pour les implantations à 2. 1016 Co+. Cm-2 à 77K,et à 1017 Co+. Cm-2 à 873K,respectivement. Les traitements thermiques induisent un faible mûrissement des particules. L'irradiation à haute énergie provoque le mûrissement des particules pour des faibles fluences,et une déformation pour les fortes fluences induisant une anisotropie magnétique. Ces modifications ont été expliquées par des processus similaires à ceux impliqués dans le modèle de la pointe thermiqueThis work aims to investigate the capability of ion irradiations to elaborate magnetic nanoparticles in silica layers, and to modify their properties. Co+ ions have been implanted at 160 keV at fluences of 2. 1016, 5. 1016 and 1017 at. Cm-2, and at temperatures of 77, 295 and 873K. The dependence of the particle size on the implantation fluence, and more significantly on the implantation temperature has been shown. TEM observations have shown a mean diameter varying from 1 nm to 9. 7 nm for implantations at 2. 1016 Co+. Cm-2 at 77K, and at 1017 Co+. Cm-2 at 873K respectively. Thermal treatments induce the ripening of the particles. Swift heavy ion irradiations also induces the ripening of the particles for low fluences, and an elongation of the particles for high fluences, resulting in a magnetic anisotropy. Mechanisms invoked in thermal spike model could also explain this anisotropic growth
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Sudre, Christophe. "Synthèse et modélisation des phénomènes induits par une irradiation transitoire sur des diodes et transistors : Photocourant généré par flash X." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20122.
Abstract:
L'etude du comportement de composants electroniques soumis a une irradiation ionisante est le theme de ce memoire. Les photocourants observes dans une diode irradiee sont etudies tres precisement. Une analyse critique des performances et des domaines d'utilisation de modeles existants est fournie. Deux modeles originaux, l'un analytique et l'autre numerique 1d, sont proposes. Ils ameliorent la simulation des photocourants et permettent de mieux detailler les problemes lies a l'irradiation d'une jonction. Cette etude est suivie d'une etude en simulation du comportement d'une structure de type transistor, issue des etudes de durcissement des transistors mosfet de puissance. Une correlation tres etroite entre la caracteristique statique et le comportement de la structure irradiee est mise en evidence. Ce resultat original peut fournir un outil predictif en vue de durcir les composants