Plusieurs concepts de petits réacteurs nucléaires avancés à sels fondus sont actuellement activement étudiés en France et à l’international. Ces réacteurs présentent de nombreux atouts, en particulier une grande sûreté intrinsèque, associée à la possibilité d’incinérer les déchets nucléaires à vie longue. Néanmoins, les sels fondus à haute température sont très corrosifs pour les matériaux de structure du réacteur. Pour limiter cette corrosion, les réacteurs nucléaires rapides à sels fondus font l’objet d’une étude approfondie en raison de leur potentiel pour la transmutation d’actinides mineurs. Les concentrations potentiellement importantes de ces éléments contraignent fortement la chimie du sel utilisé, avec des conséquences importantes en termes de corrosion des équipements et des composants du réacteur. Pour limiter cette corrosion, il apparait pertinent de protéger les surfaces exposées aux sels fondus par des revêtements protecteurs très stables et denses. Cela implique d’identifier les matériaux pouvant former ces revêtements, et de démontrer qu’ils offrent une plus-value indiscutable en termes de protection, y compris lors de l’apparition de défauts comme des fissures, ou des arrachements.
L’objectif du projet post-doctoral est de démontrer l’efficacité et les performances de différents matériaux, métalliques, oxydes et céramiques, pouvant être utilisés comme revêtements sur des alliages de nickel pressentis pour la construction d’un réacteur à sels fondus. Les revêtements déposés par PVD HiPIMS feront l’objet de caractérisations microscopiques et structurales pour optimiser les paramètres de dépôt. Des expériences de corrosion en milieu sels fondus permettront ensuite de vérifier les performances de ces revêtements, et d’identifier les mécanismes de dégradation pour y remédier. Les compositions les plus prometteuses pourront être optimisées par l’addition d’éléments mineurs, un développement mettant en œuvre des dispositifs PVD multicibles. Cette étude d’une durée d’un an aura lieu au CEA Saclay.
Moyens / Méthodes / Logiciels
PVD HiPIMS, MEB, MicroRaman, DRX, scratch-test