Simulations de la croissance de sphérolites de polymère et de spectres de diffusion centrale des rayons X

Les propriétés mécaniques des polymères semi-cristallins sont étroitement reliées à la microstructure du matériau. Cette dernière est dans la plupart des cas, constituée par des sphérolites à l'intérieur desquels sont disposées, suivant une symétrie radiale, des lamelles cristallines séparées par des régions de phase amorphe. Une meilleure description de cette structure est nécessaire pour mieux prédire les propriétés mécaniques. Diverses techniques de caractérisation physico-chimique peuvent être employées, telles la microscopie électronique à balayage ou la diffusion des rayons X aux petits angles. La microscopie fournira une image du sphérolite et la technique de diffusion précisera l'arrangement moyen des lamelles cristallines à partir d'un pic d'interférence observable sur le spectre. Afin de relier les informations obtenues par ces deux méthodes d'investigation, une approche de modélisation a été suivie, consistant en la réalisation d'un programme de simulation de croissance de sphérolite et d'un logiciel de calcul de spectres de diffusion des rayons X aux petits angles à partir d'un modèle structural donné. Les structures de sphérolites simulées sont en bon accord avec les images de microscopie; plusieurs paramètres définissant la croissance des sphérolites ont été ajustés. La croissance simultanée de plusieurs entités sphérolitiques a pu être également calculée. Le programme de calcul de la courbe de diffusion des rayons X a été adapté de logiciels existants à l'Institut Français du Pétrole (IFP), permettant le calcul de spectres de diffraction des rayons X aux grands angles. Le spectre de diffusion de la structure sphérolitique simulée ne fait pas apparaître de pic d'interférence. Certaines branches constituant le sphérolite sont en fait formées par un ensemble de lamelles cristallines qui explique la présence du pic d'interférence. L'intensité de ce dernier dépend fortement du désordre d'empilement des lamelles; différentes situations sont envisagées

Development of radioactive beams at ALTO: Part 1. Physicochemical comparison of different types of UCx_x targets using a multivariate statistical approach

International audienceThe optimization of the microstructure of the UCx target is a key point since many years in the field of ISOL method. The ultimate goal is to facilitate the release of the fission products, especially those with short half-lives. Fourteen UCx samples were synthetized from different uranium and carbon sources using three mixing protocols. All carburized samples were systematically characterized in terms of nature and proportion phases, grain and aggregate size, open and close porosity proportion and open pore size distribution. Our results were analysed using a multivariate statistical approach in order to remove any subjective bias. Strong correlations between the physicochemical characteristics of the samples as well as the impact of the synthesis process have been highlighted. In particular, using carbon nanotubes as carbon source combined with a new method of mixing is the key parameter to limit the sintering and to obtain samples with small grains and a high porosity well distributed over small pores. Moreover the microstructure obtained proved to be stable at high temperature

Influence of target thickness on the release of radioactive atoms

International audienceNowadays, intense exotic beams are needed in order to study nuclei with very short half-life. To increase the release efficiency of the fission products, all the target characteristics involved must be improved (e.g. chemical composition, dimensions, physicochemical properties such as grain size, porosity, density etc). In this article, we study the impact of the target thickness. Released fractions measured from graphite and uranium carbide pellets are presented as well as Monte-Carlo simulations of the Brownian motion