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Université Claude Bernard - Lyon I (30/06/1997), J.-P. Thomas (Dir.)
Effets des radiations ionisantes sur les polymères réticules associés aux déchets nucléaires. Apport de la technique HSF-SIMS
O. Debré1
(30/06/1997)

Parmi les matériaux de confinement des déchets nucléaires de faible et moyenne activité, les résines époxydes constituent une matrice intéressante, connue pour la bonne conservation de ses propriétés de confinement en environnement ionisant. Dans ce travail, on s'est attaché à sonder les modifications de structure moléculaire de ce matériau ainsi que des résines échangeuses d'ions qu'il enrobe, dans diférentes conditions d'irradiation. La première partie de l'étude est consacrée à l'analyse d'une résine époxyde réticulée commerciale soumise à une irradiation $\gamma$ jusqu'à une dose intégrée de 2 mGy, sous deux débits de dose différents (51 et 900 Gy/h) et dans deux environnements différents (air et eau). Les résultats de techniques apportant des informations structurales (HSF-SIMS et spectrométrie FTIR) confirment ceux des techniques sensibles aux propriétés macroscopiques (DMA, DSC) des matériaux, à savoir qu'aucun effet d'irradiation notable ne peut être mis en évidence au sein du matériau. En revanche, une irradiation effectuée dans l'air conduit à une oxydation de surface, vraisemblablement due à l'action de produits de radiolyse de l'air. Les résultats préliminaires d'une irradiation ionique suivie par l'analyse HSF-SIMS in situ permettent de souligner une différence fondamentale entre les dépôts d'énergie par photons $\gamma$ et par ions rapides, ces derniers ayant la particularité d'induire des scissions simultanée de liaison proches dans le matériau. La seconde partie de ce travail concerne des résines échangeuses d'ions de type PS-DVB saturées en eau et en ions inactifs simulant des déchets réels, irradiées dans les mêmes conditions que la résine époxyde. En contraste avec les résultats obtenus sur cette denière, il apparaît que l'irradiation de ces matériaux se traduit avant tout par des scissions des groupes fonctionnels sur lesquels sont fixés les ions. En complément de ce constat, le rôle de l'eau comme vecteur des ions fixés vers l'extérieur apparaît comme fondamental.
1 :  IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon