Endommagement du carbure de bore sous irradiation neutronique : évaluation en diffraction X

Le carbure de bore B 4 C est une ceramique utilisee comme absorbant neutronique pour le pilotage des reacteurs nucleaires RNR ou REP. L'irradiation conduit a la formation de grandes quantites d'helium, qui proviennent de la fission d'atomes de 10 B quand ils capturent des neutrons. Cet helium s'accumule sous forme de bulles manometriques sous tres haute pression, tres aplaties et paralleles entre elles, entrainant une degradation du materiau (gonflement, fracturation). Nous avons effectue une evaluation des densites de bulles et des deformations du reseau qu'elles generent par la methode de Hall-Williamson sur des fragments fortement irradies (consommation de 1 a 10% du bore total). Prealablement a cette analyse, une analyse des profils des pics de diffraction est effectuee afin de prendre en compte les distorsions dues a la transparence dans ce compose de faible masse atomique. Les parametres cristallins sont determines par la methode de Cohen. Les ordres de grandeurs obtenus pour les densites de defauts (de 1.10 15 a 2.10 16 /cm 3 ) et l'anisotropie des deformations (de l'ordre de 0,2% dans le plan des bulles et 1% dans le sens perpendiculaire) sont en accord avec les observations en microscopie a transmission. Un echantillon peu endommage (1% de bore consomme) a ensuite ete soumis a des recuits isochrones de la temperature d'irradiation (500°C) a 2200°C. Il a ete possible de mettre en evidence une relaxation progressive des contraintes et une restauration des parametres cristallins; un stade de restauration important vers 1200°C est mis en evidence. Ces resultats sont coherents avec les caracteristiques physiques du materiau, qui subit une transition fragile/ductile vers 1200-1500°C, permettant une relaxation des contraintes et au dela de laquelle les bulles d'helium deviennent tridimensionnelles.