Le processus de recyclage du combustible nucléaire usé consiste en plusieurs étapes, de la dissolution de la matière dans de l’acide nitrique concentré jusqu’à la séparation des différents éléments. Ceux-ci présentant des niveaux de radioactivité alpha caractéristiques, leur mesure précise est essentielle au processus de séparation. Cette dernière phase fait l’objet d’une mesure in situ de la radioactivité alpha, via un capteur en diamant offrant des critères élevés de résistance aux conditions de pression, de température et d’acidité. La détection des particules alpha est réalisée par une couche active de diamant qui convertit l’énergie en signal électrique. Sa performance est directement liée à la pureté, l’homogénéité et l’absence de défauts du diamant. Un capteur optimal permet ainsi de combiner efficacité de détection, stabilité du signal, limitation du courant de fuite et fonctionnement jusqu’à 80°C sans perte de performance. De surcroît, la fixation du capteur assure l’étanchéité globale du système.
En vue d’améliorer le processus industriel de séparation, nos équipes ont mené des recherches pour optimiser à la fois le capteur (en développant quatre types de diamant différents) et sa fixation sur le support (quatre méthodes ont été élaborées utilisant des joints, des résines et des brasures). Nos recherches ont abouti à un nouveau protocole de croissance du diamant monocristallin conjuguant critères de performance, simplicité, rapidité et coût maîtrisé. Un nouveau design de capteur a également été sélectionné, sur la base d’un joint polymère résistant et durable en termes d’approvisionnement. Le projet se focalise désormais sur la fabrication et la caractérisation d’un prototype complet en vue des tests en conditions réelles.
Efficacité de collecte de charges des détecteurs en diamant monocristallin comparée aux modèles précédents
En vue d’améliorer le processus industriel de séparation, nos équipes ont mené des recherches pour optimiser à la fois le capteur (en développant quatre types de diamant différents) et sa fixation sur le support (quatre méthodes ont été élaborées utilisant des joints, des résines et des brasures). Nos recherches ont abouti à un nouveau protocole de croissance du diamant monocristallin conjuguant critères de performance, simplicité, rapidité et coût maîtrisé. Un nouveau design de capteur a également été sélectionné, sur la base d’un joint polymère résistant et durable en termes d’approvisionnement. Le projet se focalise désormais sur la fabrication et la caractérisation d’un prototype complet en vue des tests en conditions réelles.
Ont contribués à la redaction de cette article :
Pour le recyclage de combustible nucléaire, un capteur de radioactivité alpha en diamant monocristallin offre une efficacité et une durabilité exceptionnelle.
