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Analyse d'une particule remarquable
pour la détection d'indices de prolifération |
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L'enjeu consiste à identifier, isoler
et analyser une particule micrométrique dont l'isotopie est
remarquable parmi des milliers d'autres particules.
Dans le cadre du contrôle de la prolifération nucléaire, plusieurs
applications sont privilégiées :
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la détection d'activités clandestines, |
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l'identification de trafics de
matières fissiles, |
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les expertises en soutien des organismes
internationaux (AIEA, Euratom). |
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Traitement
des échantillons en salle blanche |
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Contrairement au traitement complet par
voie chimique d'un échantillon donné, qui fournit une valeur
moyenne de sa composition isotopique globale, l'analyse particulaire,
permet d'accéder à la composition isotopique de chaque particule
isolée.
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Les échantillons
sont traités en salle blanche afin d'éviter toute
pollution et toute contamination croisée. |
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Le point rouge représente
une particule contenant des atomes fissiles 235U
et/ou 239Pu |
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Irradiation
et détection des particules |
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Les étoiles formées par les impacts des
fragments de fission, lors de l'irradiation neutronique des
particules dans le réacteur, permettent d'identifier les particules
recherchées, celles contenant des atomes fissiles.
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Irradiation neutronique
dans un réacteur. |
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Observation des
traces de fission au microscope optique. |
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Navette pour irradiation
neutronique |
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Chaque étoile permet
de localiser les particules contenant des atomes
fissiles. |
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Analyse
des particules détectées |
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Les équipes de la Direction des applications
militaires (DAM) disposent de 3 méthodes d'analyse pouvant être
combinées. |
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Micro-manipulation pour analyse isotopique
par TIMS |
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(Thermal Ionization Mass Spectrometry).
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Exemple d'application
de la méthode : mise en évidence de 2 familles d'enrichissement
différent : uranium naturel 235U/238U = 0,72uranium très
enrichi 235U/238U = 55. |
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Imagerie ionique par SIMS (Secondary
Ion Mass Spectrometer). |
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L'utilisation du SIMS permet d'accéder
à une isotopie fine sans avoir besoin de recourir à l'irradiation
de l'échantillon préalablement à l'analyse dans un certain nombre
de cas. Le SIMS permet également d'obtenir une image ionique.
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Signaux 238U de particules
de UO2 de 1µm de diamètre. |
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Analyse morphologique et analyse
particulaire au moyen d'un analyseur X couplé à un MEB (Microscope
Électronique à Balayage). |
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Les particules contenant de l'uranium
peuvent être détectées en microscopie électronique de façon
semi-automatique. Pour chaque particule ainsi détectée, l'analyse
des rayons X émis suite au bombardement électronique du MEB
permet l'identification des éléments chimiques qui composent
la particule. Cette information permet parfois de préciser l'origine
de la particule.
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Particule UO2F2
identifiée par RX caractéristique de rejets lors
de certaines opérations d'enrichissement de l'uranium. |
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Analyse morphologique |
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