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Étude des polymères sous rayonnements

La présence des polymères à différents niveaux dans l'industrie électronucléaire justifie que leur comportement sous rayonnements ionisants soit étudié depuis plusieurs décennies.

Page 6 / 6 - Pour en savoir plus : précisions sur les polymères Sommaire
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Yvette Ngono-Ravache Ingénieur chercheur chimie

Après lecture de ce dossier, si vous souhaitez en savoir plus sur le sujet des polymères, voici quelques précisions.

  • Le terme espèce stable est utilisé en opposition aux espèces réactives que sont les radicaux et les ions.
  • On dit qu'un radical réagit dans la cage lorsqu'il réagit sur un site très proche de son site de création.
  • La dose déposée par des rayonnements ionisants dans un matériau est exprimée en Gray (Gy). Elle représente l'énergie déposée par unité de masse du matériau. 1 Gy = 1J/kg.
  • Le débit de dose correspond à l'énergie déposée par unité de temps et par unité de masse du matériau. Son unité est le Gy/s.
  • La fluence correspond au nombre de particules incidentes par unité de surface du matériau. Elle s'exprime en ions/cm2. Ce terme est particulièrement utilisé pour les irradiations avec des ions lourds.

Surface irradiée aux ions lourds. Les ions de recul          permettent de décrire la première étape de la création de ces          défauts. © iramis.cea.fr
Surface irradiée aux ions lourds. Les ions de recul permettent de décrire la première étape de la création de ces défauts. © iramis.cea.fr

Interactions ions-matière

Un ion dissipe son énergie dans un matériau donné suivant deux mécanismes selon que la cible est l'électron ou le noyau.

  • Dans le cas où l'interaction se fait entre l'ion incident et les électrons de la cible, la dissipation de l'énergie est régie par des processus inélastiques. Suivant l'énergie reçue, l'électron est soit extrait du cortège et éjecté de l'atome, entraînant l'ionisation de la matière, soit déplacé d'une orbite vers une autre conduisant à l'excitation des atomes du matériau. Ce processus, au cours duquel la trajectoire de l'ion incident est très peu modifiée intervient dans le cas des ions incidents de haute énergie.
  • Dans le cas où les interactions se font avec les noyaux du matériau, la dissipation de l'énergie se fait par des collisions par chocs élastiques nucléaires. Ce mécanisme, essentiellement rencontré pour des projectiles de basse énergie, conduit à un changement de la trajectoire du projectile incident.

Les pertes d'énergie dans le matériau sont quantifiées par l'utilisation du transfert linéique d'énergie, ou TEL, (exprimé en keV/µm). Pour une énergie, E, donnée de la particule incidente, le TEL s'écrit - (dE/dX) où X représente la distance parcourue par la particule dans le matériau.

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