Effets des radiations ionisantes sur les polymères réticulés associés aux déchets nucléaires : apport de la technique HSF-SIMS

Parmi les materiaux de confinement des dechets nucleaires de faible et moyenne activite, les resines epoxydes constituent une matrice interessante, connue pour la bonne conservation de ses proprietes de confinement en environnement ionisant. Dans ce travail, on s'est attache a sonder les modifications de structure moleculaire de ce materiau ainsi que des resines echangeuses d'ions qu'il enrobe, dans differentes conditions d'irradiation. La premiere partie de l'etude est consacree a l'analyse d'une resine epoxyde reticulee commerciale soumise a une irradiation jusqu'a une dose integree de 2 mgy, sous deux debits de dose differents (51 et 900 gy/h), et dans deux environnements differents (air et eau). Les resultats de techniques apportant des informations structurales (hsf-sims, spectrometrie ftir) confirment ceux des techniques sensibles aux proprietes macroscopiques (dma, dsc) des materiaux, a savoir qu'aucun effet d'irradiation notable ne peut etre mis en evidence au sein du materiau. En revanche, une irradiation effectuee dans l'air conduit a une oxydation de surface, vraisemblablement due a l'action de produits de radiolyse de l'air. Les resultats preliminaires d'une irradiation ionique suivie par analyse hsf-sims in situ permettent de souligner une difference fondamentale entre les depots d'energie par photons et par ions rapides, ces derniers ayant la particularite d'induire des scissions simultanees de liaisons proches dans le materiau. La seconde partie de ce travail concerne des resines echangeuses d'ions de type ps-dvb saturees en eau et en ions inactifs simulant des dechets reels, irradiees dans les memes conditions que la resine epoxyde. En contraste avec les resultats obtenus sur cette derniere, il apparait que l'irradiation de ces materiaux se traduit avant tout par des scissions des groupes fonctionnels auxquels sont fixes les ions. En complement de ce constat, le role de l'eau comme vecteur des ions fixes vers l'exterieur apparait comme fondamental.