Caractérisation des propriétés électriques et diélectriques de verres nucléaires

Stage M2


Lieu d'accueil :
CEA Marcoule - CEMHTI-CNRS Orléans

Contact :
Leire del Campo
leire.del-campo@cnrs-orleans.fr

Mohammed Malki
mohammed.malki@univ-orleans.fr


Court résumé :

Contexte :
Les verres de borosilicates sont aujourd’hui les meilleures matrices de stockage pour confiner des déchets radioactifs sur de longues durées, et sont élaborées par vitrification en pot chaud, en four céramique ou en creuset froid. Dans les fours céramiques, chauffés par électrodes, ou en creuset froid, où un champ électromagnétique alternatif génère des courants dans le verre, l’énergie de fusion est fournie par effet Joule, faisant circuler le courant dans la masse du verre fondu.
Les propriétés électriques, mais aussi diélectriques (résistivité électrique, permittivité et rigidité diélectrique) des verres nucléaires sont des propriétés importantes à connaître pour la compréhension des mécanismes de transport de charges dans le verre, et plus globalement pour la maîtrise du procédé de vitrification en creuset froid.

Objectif du stage :
La microstructure ou la composition chimique des verres sont susceptibles d’avoir un impact sur leurs propriétés diélectriques.
L’objectif du stage est d’étudier l’influence des hétérogénéités de microstructure des verres nucléaires sur leurs propriétés électriques et diélectriques (entre température ambiante et température de transition vitreuse), et ainsi d’apporter des premières données importantes dans la compréhension des facteurs d’influence.
Ces études seront poursuivies ensuite dans le cadre d’une thèse (pour laquelle le stagiaire sera un candidat privilégié).

Etapes du stage :
• Etude bibliographique
• Analyse de la microstructure des verres nucléaires élaborés en creuset froid
• Interprétation des mesures de leurs propriétés électriques et diélectriques au regard de leur microstructure
 • Expériences spécifiques de compréhension de l’impact des hétérogénéités
Elaboration d’échantillons spécifiques permettant de comprendre l’influence des hétérogénéités de microstructure sur les propriétés électriques/diélectriques
Caractérisation par impédancemétrie
• Elaboration d’un schéma de montage de mesure de rigidité diélectrique (champ de claquage)