Nicolas Schmitt a le plaisir de vous convier à la soutenance de sa thèse intitulée : "Faisabilité et réalisation d'un détecteur silicium/électrode diamant CVD pour la spectrométrie alpha en milieu liquide" qui se tiendra le mardi 10 décembre 2019 à 10h en salle -107 M.
Composition du jury
Directeur de thèse : Jean-Emmanuel Groetz , Maître de conférences HDR, Université de Bourgogne-Franche-Comté
Co-directeur de thèse : Bruno Vuillemin, Professeur, Institut Carnot de Bourgogne - Université de Bourgogne-Franche-Comté
Rapporteur : M. Jean Aupiais , Directeur de Recherche, DASE CEA
Rapporteur : M. Gilles Montavon, Directeur Recherche, SUBATECH Nantes
Examinateur : M. Hubert Perrot, Directeur de Recherche, LISE
Examinateur : M. Sébastien Colas, Ingénieur, CEA, Examinateur
Résumé
Cette thèse a vocation d'améliorer la spectrométrie alpha pour en faire une méthode de contrôle in situ non destructive en milieu liquide.
Le très faible parcours des particules α dans la matière implique la séparation des éléments d'intérêt, puis l'électrodéposition de l'échantillon ou l'évaporation de son solvant pour l'analyse des radionucléides émetteurs α.
La nécessité d'altérer l'échantillon pour les besoins de la mesure fait de la spectrométrie α une technique destructive et longue à mettre en œuvre.
Parmi ces méthodes, l'électroprécipitation des actinides est prometteuse pour la réalisation d'une mesure in situ.
Cependant, les différents systèmes de détection des rayonnements α ne sont pas compatibles avec une immersion en solution.
Pour répondre à cette problématique, cette thèse présente la réalisation d'un détecteur silicium blindé par une électrode en diamant CVD.
La thermocompression à température ambiante a été choisie pour développer un procédé d'assemblage et réaliser un prototype du détecteur.
L'absence de traitement thermique préserve les propriétés du détecteur silicium tandis que la couche en diamant dopé bore permet son immersion en solution et lui confère des propriétés d'électrode.
L'impact des épaisseurs des différentes couches sur les propriétés de détection du dispositif a étéévalué par simulation Monte-Carlo et un compromis a été trouvé afin de préserver les propriétés de blindage et d'électrode du diamant CVD.
Une étude de faisabilité et un démonstrateur ont été réalisés.
Enfin, une cellule électrochimique avec contrôle hydrodynamique conçue par simulation éléments finis a été conçue pour suivre la formation de la couche d'hydroxyde au moyen des méthodes électrochimiques classiques.
Les essais d'électroprécipitation de solutions cérium III et de thorium IV sur électrodes d'inox et de diamant montrent qu'il est possible de former et maintenir un film d'hydroxyde d'épaisseur compatible avec une analyse en spectrométrie α.