Des chercheurs de la Western University ont accédé à la CNBC pour acquérir des connaissances en vue d'un stockage sûr des déchets nucléaires.
La démonstration de moyens sûrs et à long terme de stockage du combustible nucléaire usé renforcera l'assurance de la sûreté et de la sécurité nucléaires. Il est important de comprendre et d'éviter les fissures dans les tubes de pression du cœur d'un réacteur nucléaire pour assurer son fonctionnement économique, sûr et fiable. Ces deux domaines ont en commun la nécessité d'étudier la façon dont les métaux se dégradent et, plus particulièrement, le rôle des couches minces de matériaux qui se développent sur les métaux.
Les films extrêmement fins sur de nombreuses surfaces métalliques nous ont permis de construire une société dépendante des métaux, comprenant des articles allant des automobiles aux bâtiments en passant par les implants biomédicaux et bien plus encore. La patine verte qui colore les toits en cuivre des bâtiments du Parlement du Canada est un exemple magnifique et familier de cette couche protectrice.
Sans cette couche protectrice, tous nos métaux structurels seraient instables lorsqu'ils sont directement exposés à l'air ou à l'eau. Des films d'oxyde protecteurs d'une épaisseur de quelques nanomètres seulement se forment souvent spontanément à la surface d'un métal, constituant une barrière entre le métal et son environnement et ralentissant ou arrêtant les processus de dégradation tels que la corrosion.
En raison de l'importance des couches minces d'oxyde pour la performance et la longévité des structures métalliques, le Dr. Jamie Noël de la Western University a collaboré avec le Dr. Zin Tun du CNBC pour développer et utiliser des techniques combinées d'électrochimie et de réflectométrie neutronique pour aider à déterminer les détails fins de la nature des couches d'oxyde sur les métaux. La réflectométrie neutronique permet de déterminer la structure et la composition des couches superficielles à une échelle subnanométrique, en mesurant la réflexion des neutrons sur la surface d'un matériau, qui agit comme un miroir. L'union de l'électrochimie et de la réflectométrie neutronique permet d'effectuer des mesures des matériaux et des propriétés interfaciales impossibles à obtenir par d'autres moyens, alors qu'ils fonctionnent et sont exposés à l'environnement dans lequel ils résident normalement.
Des expériences réussies dans le domaine du stockage du combustible nucléaire usagé et de la fissuration des tubes de pression des réacteurs ne sont que quelques exemples des travaux de recherche pour lesquels le Dr. Noël accède au CNBC depuis la mise en service de son réflectomètre à neutrons en 2007. Il a étudié la croissance des films d'oxyde sur les alliages de titane afin de mieux comprendre leur résistance à la corrosion, ce qui est essentiel pour leur utilisation éventuelle dans la fabrication de conteneurs destinés à l'élimination permanente et sûre du combustible nucléaire usé. Il a également étudié les conditions dans lesquelles les atomes d'hydrogène peuvent pénétrer le film d'oxyde sur les alliages de zirconium, une information essentielle pour comprendre et éviter les fissures induites par l'hydrogène dans les tubes de pression du cœur d'un réacteur nucléaire.
Cet article de recherche a été republié avec l’autorisation de l’Institut canadien de diffusion des neutrons.
