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A Synchrotron X-ray Study on the Wigner Effect of the Irradiated Nuclear-grade Graphite

Nous simulons l’effet Wigner du graphite de qualité nucléaire pour l’environnement de fonctionnement du réacteur refroidi au gaz à haute température (HTGR). Le graphite a été artificiellement irradié avec un ion C2+ de 3MeV pour imiter les dommages causés par les neutrons rapides dans l’environnement du cœur du HTGR. Dans un environnement sous vide poussé de 10-7 torr, les températures d’irradiation ont été contrôlées dans la plage de 600 °C à 900 °C. Sous l’effet du rayonnement à haute dose, d’énormes quantités de paires de Frenkel sont créées, et ces défauts induisent le gonflement de l’espacement du réseau. Ces lacunes et interstitiels forment de nouveaux champs de déformation et stockent de l’énergie dans la structure cristalline déformée. Nous quantifions l’intégrité structurelle du graphite avec/sans irradiation par des expériences de diffraction de rayons X synchrotron. Les résultats expérimentaux de la diffraction des rayons X par synchrotron, mesurés à partir d’échantillons en vrac, révèlent la réorientation de la texture et le développement de la microstructure soumis à la combinaison des effets de l’irradiation et de la haute température. Une corrélation entre la déformation du réseau et l’effet d’irradiation est développée. Les mécanismes de déformation sont révélés.