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Radioprotection et ingénierie nucléaire
Unité : dpa/s.
N j : nombre d’isotopes d’espèces i par unité de volume (cm –3 ) au point .
ϕ( , E) : flux de neutrons au point , à l’énergie E (neutrons>cm –2 >s –1 ).
La difficulté majeure réside dans le calcul du nombre ν(T), nombre moyen de déplacements induits par un PKA d’énergie cinétique T.
Deux approches calculatoires existent (Cuendet, 1998).
Approche par la dynamique moléculaire
Elle consiste à simuler au cours du temps de la manière la plus exacte possible (méthode
de Monte Carlo) les cascades de déplacements en prenant en compte l’interaction à
plusieurs corps, la position et la vitesse des atomes dans le réseau cristallin. Une telle simulation requiert la connaissance du potentiel d’interaction entre deux atomes (Vascon,
1997). Le temps caractéristique d’une cascade est de l’ordre de 10 –9 à 10 –11 seconde.
Approche par modélisation : approche par collisions binaire
(BCA : Binary Collision Approach)
Le problème est réduit à l’interaction entre deux entités : le projectile (neutron ou atome)
et l’atome cible. Différents modèles ont été proposés :
• Le modèle de Kinshin-Pease suppose que le nombre d’atomes déplacés ou nombre de
dpa N dpa (E) est proportionnel à l’énergie E de la particule incidente à condition que
l’énergie E soit supérieure à l’énergie de seuil E d : On a ainsi :
À titre d’exemple le tableau 7.3 donne des valeurs de E d pour divers matériaux.
Tableau 7.3. Énergie de seuil E d pour divers matériaux.
Matériaux
Énergies E d
(eV)
Aluminium
Cuivre
Acier
Titane
Vanadium
Tantale
Niobium
33,8
37,5
50,33
37,5
50
68
75
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