ETUDE EXPERIMENTALE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE SECONDAIRE DE CIBLES MINCES DE CARBONE SOUS L'IMPACT DE PROJECTILES RAPIDES PDF Download
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LE THEME CENTRAL DE CE TRAVAIL EST L'ETUDE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE PAR LES SURFACES D'UNE CIBLE SOLIDE MINCE LORSQU'ELLE EST TRAVERSEE PAR DES PROJECTILES CHARGES RAPIDES. LE RALENTISSEMENT DANS LA MATIERE D'UN ION RAPIDE SE FAIT ESSENTIELLEMENT PAR DES PROCESSUS D'INTERACTION INELASTIQUES AVEC LES ELECTRONS DU MILIEU (IONISATIONS, EXCITATIONS): CE TRANSFERT D'ENERGIE AUX ELECTRONS DU SOLIDE EST A L'ORIGINE DU PHENOMENE D'EMISSION ELECTRONIQUE SECONDAIRE. LA DESCRIPTION PHENOMENOLOGIQUE ET THEORIQUE DE CE PHENOMENE FAIT L'OBJET DU PREMIER CHAPITRE. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A L'EMISSION ELECTRONIQUE DE FEUILLES MINCES DE CARBONE BOMBARDEES PAR DIFFERENTS TYPES DE PROJECTILES. LA MESURE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE INDUITE PAR L'IMPACT D'AGREGATS D'HYDROGENE ENTRE 40 ET 120 KEV/PROTON FAIT L'OBJET DU SECOND CHAPITRE. CES PROJECTILES, CONSTITUES DE PLUSIEURS ATOMES, NOUS ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE ET D'ETUDIER LES EFFETS COLLECTIFS D'UNE TELLE INTERACTION. NOUS AVONS ETENDU NOTRE ETUDE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE A DES PROJECTILES D'HYDROGENE MOLECULAIRE ET ATOMIQUE, AINSI QU'A DES IONS HYDROGENE NEGATIFS, A DES ENERGIES INFERIEURES A 2 MEV: GRACE A LA MISE AU POINT D'UN DISPOSITIF EXPERIMENTAL PERMETTANT DE MESURER LA STATISTIQUE DES ELECTRONS SECONDAIRES, NOUS AVONS PU ETUDIER, ENTRE AUTRES, LE ROLE JOUE PAR LES ELECTRONS DU PROJECTILE SUR L'EMISSION D'ELECTRONS. NOUS DECRIVONS CETTE EXPERIENCE DANS LE CHAPITRE TROIS. ENFIN, LE CHAPITRE QUATRE DECRIT LA MESURE DE RENDEMENTS ELECTRONIQUES INDUITS PAR DES IONS ARGON TRES ENERGETIQUES (13 MEV/U) ET HAUTEMENT CHARGES DELIVRES PAR LA SORTIE MOYENNE ENERGIE (SME) DU GANIL DE CAEN, QUE NOUS AVONS ANALYSEE DANS LE CADRE D'UN MODELE SEMI-EMPIRIQUE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE SECONDAIRE. L'ENSEMBLE DE CES EXPERIENCES APPORTE DE NOUVEAUX RESULTATS SUR L'INTERACTION DE PROJECTILES COMPOSES DE PLUSIEURS CONSTITUANTS AVEC LA MATIERE, AINSI QUE SUR LES CONSEQUENCES D'IMPORTANTS DEPOTS D'ENERGIE DANS LES SOLIDES
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LE THEME CENTRAL DE CE TRAVAIL EST L'ETUDE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE PAR LES SURFACES D'UNE CIBLE SOLIDE MINCE LORSQU'ELLE EST TRAVERSEE PAR DES PROJECTILES CHARGES RAPIDES. LE RALENTISSEMENT DANS LA MATIERE D'UN ION RAPIDE SE FAIT ESSENTIELLEMENT PAR DES PROCESSUS D'INTERACTION INELASTIQUES AVEC LES ELECTRONS DU MILIEU (IONISATIONS, EXCITATIONS): CE TRANSFERT D'ENERGIE AUX ELECTRONS DU SOLIDE EST A L'ORIGINE DU PHENOMENE D'EMISSION ELECTRONIQUE SECONDAIRE. LA DESCRIPTION PHENOMENOLOGIQUE ET THEORIQUE DE CE PHENOMENE FAIT L'OBJET DU PREMIER CHAPITRE. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A L'EMISSION ELECTRONIQUE DE FEUILLES MINCES DE CARBONE BOMBARDEES PAR DIFFERENTS TYPES DE PROJECTILES. LA MESURE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE INDUITE PAR L'IMPACT D'AGREGATS D'HYDROGENE ENTRE 40 ET 120 KEV/PROTON FAIT L'OBJET DU SECOND CHAPITRE. CES PROJECTILES, CONSTITUES DE PLUSIEURS ATOMES, NOUS ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE ET D'ETUDIER LES EFFETS COLLECTIFS D'UNE TELLE INTERACTION. NOUS AVONS ETENDU NOTRE ETUDE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE A DES PROJECTILES D'HYDROGENE MOLECULAIRE ET ATOMIQUE, AINSI QU'A DES IONS HYDROGENE NEGATIFS, A DES ENERGIES INFERIEURES A 2 MEV: GRACE A LA MISE AU POINT D'UN DISPOSITIF EXPERIMENTAL PERMETTANT DE MESURER LA STATISTIQUE DES ELECTRONS SECONDAIRES, NOUS AVONS PU ETUDIER, ENTRE AUTRES, LE ROLE JOUE PAR LES ELECTRONS DU PROJECTILE SUR L'EMISSION D'ELECTRONS. NOUS DECRIVONS CETTE EXPERIENCE DANS LE CHAPITRE TROIS. ENFIN, LE CHAPITRE QUATRE DECRIT LA MESURE DE RENDEMENTS ELECTRONIQUES INDUITS PAR DES IONS ARGON TRES ENERGETIQUES (13 MEV/U) ET HAUTEMENT CHARGES DELIVRES PAR LA SORTIE MOYENNE ENERGIE (SME) DU GANIL DE CAEN, QUE NOUS AVONS ANALYSEE DANS LE CADRE D'UN MODELE SEMI-EMPIRIQUE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE SECONDAIRE. L'ENSEMBLE DE CES EXPERIENCES APPORTE DE NOUVEAUX RESULTATS SUR L'INTERACTION DE PROJECTILES COMPOSES DE PLUSIEURS CONSTITUANTS AVEC LA MATIERE, AINSI QUE SUR LES CONSEQUENCES D'IMPORTANTS DEPOTS D'ENERGIE DANS LES SOLIDES
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NOUS AVONS MESURE LES RENDEMENTS D'EMISSION ELECTRONIQUE VERS L'AVANT ET VERS L'ARRIERE DE CIBLES MINCES DE CARBONE SOUMISES A UN BOMBARDEMENT D'IONS LOURDS RAPIDES, EN FONCTION DE L'EPAISSEUR DES CIBLES AINSI QUE DU NUMERO ATOMIQUE ET DE L'ENERGIE DES PROJECTILES (6 ZP 92 ; 3,7 EP 74 MEV/U). AFIN DE CARACTERISER LE TRANSPORT D'ELECTRONS (ET DONC LE TRANSPORT DE L'ENERGIE) DANS LE SOLIDE, NOUS AVONS ANALYSE LES RENDEMENTS MESURES DANS LE CADRE DU MODELE PHENOMENOLOGIQUE DE STERNGLASS. COMME LA VERSION INITIALE DE CE MODELE NE PERMETTAIT PAS DE DECRIRE CORRECTEMENT L'EVOLUTION DES RENDEMENTS ARRIERE EN FONCTION DE L'EPAISSEUR, DESACCORD QUE NOUS AVONS ATTRIBUE A LA RETRODIFFUSION D'ELECTRONS RAPIDES DECLENCHANT DES CASCADES D'ELECTRONS VERS L'ARRIERE, NOUS AVONS MODIFIE LE MODELE DE FACON A TENIR COMPTE DE CE PHENOMENE. LE MODELE MODIFIE PERMET DE DECRIRE PARFAITEMENT L'EVOLUTION DES RENDEMENTS ET CONSTITUE UN OUTIL PUISSANT POUR LA COMPARAISON ET L'ESTIMATION DES RENDEMENTS ELECTRONIQUES INDUITS PAR UNE GRANDE VARIETE D'IONS D'ENERGIE ET DE NUMERO ATOMIQUE DIFFERENTS. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE UNE ANISOTROPIE IMPORTANTE DANS LE COMPORTEMENT DES RENDEMENTS AVANT ET ARRIERE EN FONCTION DU NUMERO ATOMIQUE ET DE L'ENERGIE DES PROJECTILES. CELLE-CI TRADUIT L'EVOLUTION DE LA DISTRIBUTION EN ANGLE ET EN ENERGIE DES ELECTRONS AU MOMENT DE LEUR LIBERATION DANS LE SOLIDE EN FONCTION DE CES PARAMETRES ET A POUR CONSEQUENCE LE FAIT QUE DANS LE CAS DES IONS LOURDS LES RENDEMENTS ELECTRONIQUES NE VARIENT PAS COMME LE POUVOIR D'ARRET, CONTRAIREMENT A CE QUI EST OBSERVE DANS UNE TRES GRANDE GAMME D'ENERGIE POUR DES PROTONS. NOUS AVONS ENFIN CONCU, REALISE, MIS AU POINT ET TESTE UN NOUVEAU DISPOSITIF DE SPECTROSCOPIE D'ELECTRONS SOUS ULTRAVIDE QUI PERMETTRA D'ABOUTIR A UNE CONNAISSANCE PLUS PRECISE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE AINSI QU'A UNE MEILLEURE COMPREHENSION DE L'INTERACTION DES IONS LOURDS RAPIDES AVEC LA MATIERE.
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CE TRAVAIL REPRESENTE UNE ETUDE THEORIQUE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE SECONDAIRE DE CIBLES D'ALUMINIUM ET DE CARBONE SOUS BOMBARDEMENT D'ELECTRONS OU DE PROTONS. UN ELECTRON INCIDENT PEUT INTERAGIR DE FACON INELASTIQUE AVEC LES ELECTRONS DELOCALISES DU SOLIDE. IL PEUT EGALEMENT EXCITER UN ELECTRON D'UNE COUCHE ATOMIQUE INTERNE. IL PEUT AUSSI INTERAGIR ELASTIQUEMENT AVEC LES POTENTIELS QUI ENTOURENT LES CURS IONIQUES. LES SECTIONS EFFICACES CORRESPONDANT A CES DIFFERENTS TYPES D'INTERACTION ONT ETE MISES EN EVIDENCE. POUR UN PROTON INCIDENT, IL Y A EGALEMENT LIEU DE CONSIDERER LA VARIATION DE SON ETAT DE CHARGE AU COURS DE SON TRANSPORT DANS LA CIBLE. TOUS CES PROCESSUS D'INTERACTION SONT PRIS EN COMPTE DANS NOTRE MODELE ET ONT ETE INCORPORES DANS UN PROGRAMME DE SIMULATION DE MONTE-CARLO. LE MODELE A PAR AILLEURS ETE COMPARE A D'AUTRES APPROCHES THEORIQUES EXISTANTES. LES CALCULS ONT ETE REALISES POUR DES ELECTRONS D'ENERGIE PRIMAIRE COMPRISE ENTRE 100 EV ET 1 KEV, ALORS QUE POUR LES PROTONS, LA GAMME CONSIDEREE EST COMPRISE ENTER 20 KEV ET 1 MEV (EMISSION CINETIQUE). DANS LE CAS DE L'EMISSION SOUS BOMBARDEMENT D'ELECTRONS, LES VALEURS DES RENDEMENTS D'EMISSION SECONDAIRE ONT ETE DISCUTEES EN FONCTION DU CHOIX DE LA SECTION EFFICACE (SECTION EFFICACE ELASTIQUE ET FONCTION DIELECTRIQUE). POUR L'EMISSION SOUS IMPACT DE PROTONS, ON A ETUDIE LES RENDEMENTS SECONDAIRES EN AVANT ET EN ARRIERE AINSI QUE LEUR RAPPORT. ON MONTRE EN PARTICULIER L'IMPORTANCE DES EFFETS DE CHARGE POUR EXPLIQUER L'ORDRE DE GRANDEUR DE CE RAPPORT AINSI QUE SA VARIATION AVEC L'ENERGIE PRIMAIRE. LES ESTIMATIONS THEORIQUES OBTENUES S'ACCORDENT DE FACON SATISFAISANTE AVEC LES MESURES EXPERIMENTALES A NOTRE DISPOSITION, CE QUI SEMBLE CONFIRMER LA VALIDITE DE NOTRE MODELE
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NOUS AVONS ETUDIE L'EMISSION IONIQUE SECONDAIRE A PARTIR DE FILMS ORGANIQUES ET METALLIQUES BOMBARDES PAR DES AGREGATS DE 10 A 60 KEV D'ENERGIE. LES PARAMETRES ESSENTIELS DE CETTE ETUDE SONT LA VITESSE DES PROJECTILES, LE NOMBRE DE CONSTITUANTS DU PROJECTILE ET LA PROFONDEUR D'EMISSION DES IONS SECONDAIRES. NOUS MONTRONS QUE POUR DES AGREGATS A FAIBLES NOMBRES DE CONSTITUANTS COMME LES AGREGATS D'OR (AU#N#+ N=1 A 5) LES TAUX D'EMISSION IONIQUE SECONDAIRE AUGMENTENT NON LINEAIREMENT AVEC LE NOMBRE D'ATOMES DANS LE PROJECTILE. LES RENDEMENTS D'EMISSION IONIQUE SECONDAIRE VERIFIENT LA RELATION SIMPLE Y=K.N#.VI#2 OU VI EST LA VITESSE DU PROJECTILE ET DEPEND DES IONS SECONDAIRES EMIS. LORSQUE LE NOMBRE D'ATOMES DANS L'AGREGAT AUGMENTE COMME DANS LE CAS DES PROJECTILES POLYATOMIQUES C#2#4H#1#2#+, C#3#7#+, C#6#0#+ ET C#7#0#+ L'EFFET NON LINEAIRE SATURE. LES TAUX D'EMISSION IONIQUE SECONDAIRE S'EXPRIMENT SIMPLEMENT EN FONCTION DE L'ENERGIE DU PROJECTILE PAR LA RELATION Y=K.E. NOUS MONTRONS QUE LORSQUE LE VOLUME D'INTERACTION EST PLUS FAIBLE QUE LE VOLUME D'EMISSION, ALORS UNE TRES GRANDE DENSITE D'ENERGIE EST DEPOSEE PRES DE LA SURFACE. CECI ENTRAINE D'UNE PART L'AUGMENTATION DES TAUX D'EMISSION IONIQUE SECONDAIRE ET D'AUTRE PART LA SATURATION DES EFFETS NON LINEAIRES. LA PROFONDEUR D'EMISSION DES IONS SECONDAIRES A ETE ETUDIEE SUR DES CIBLES LANGMUIR-BLODGETT ET SOUS IMPACT D'AGREGATS D'OR. ELLE EST PROCHE DE 10 NM POUR UNE ENERGIE DU PROJECTILE AU#+ DE 20 KEV DE 7 NM POUR LES AGREGATS AU#2#+ ET AU#3#+ ET SEULEMENT DE 5 NM POUR LES AGREGATS LES PLUS GROS AU#4#+ ET AU#5#+
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CE MEMOIRE CONCERNE L'ETUDE DE L'EMISSION ELECTRONIQUE SECONDAIRE (INCLUANT L'EMISSION AUGER) OBSERVEE LORS DE L'IRRADIATION DE CIBLES DE SI(111) PAR DES IONS DE GAZ RARES DE MOYENNE ENERGIE (5-80 KEV). SUR LE PLAN EXPERIMENTAL, L'EXPLOITATION DES DISTRIBUTIONS D'ENERGIE DES ELECTRONS SECONDAIRES CONDUIT A L'OBTENTION DES COEFFICIENTS D'EMISSION ELECTRONIQUE (NOMBRE D'ELECTRONS PAR ION INCIDENT) ET DES VALEURS ABSOLUES DES RENDEMENTS AUGER. LA VARIATION DE CES GRANDEURS EN FONCTION DE LA TEMPERATURE DE LA CIBLE PERMET DE DETERMINER LES TEMPERATURES DE TRANSITION DE PHASE CRISTAL-AMORPHE SOUS IRRADIATION. L'INFLUENCE DE L'ENERGIE, DE LA NATURE ET DE L'ANGLE D'INCIDENCE DU FAISCEAU SONT ETUDIEES. UN MODELE DE SIMULATION NUMERIQUE DE L'EMISSION AUGER A ETE ELABORE. IL EST BASE SUR LE DEVELOPPEMENT DES CASCADES DE COLLISIONS ATOMIQUES DANS LES SOLIDES (CODE MARLOWE). LA 1ERE PARTIE DE CE TRAVAIL FAIT LE POINR SUR LES CONNAISSANCES THEORIQUES ACTUELLES CONCERNANT L'INTERACTION D'IONS LOURDS ENERGETIQUES AVEC LA MATIERE CONDENSEE. L'ACCENT EST MIS PARTICULIEREMENT SUR LES PROBLEMES D'AMORPHISATION DE CIBLES SEMICONDUCTRICES. L'ENSEMBLE EXPERIMENTAL, DECRIT DANS LA 2EME PARTIE, SE COMPOSE D'UN ACCELERATEUR DE PARTICULES ET D'UNE ENCEINTE DE MESURE A ULTRAVIDE. UN SYSTEME D'ANALYSE A POTENTIEL RETARDATEUR AVEC DERIVATION ELECTRONIQUE ET DETECTION SYNCHRONE DONNE LA DISTRIBUTION D'ENERGIE DES ELECTRONS SECONDAIRES EMIS AVEC UNE ENERGIE COMPRISE ENTRE 0 ET QUELQUES CENTAINES EV. DANS UNE DERNIERE PARTIE, LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT PRESENTES ET DISCUTES EN COMPARAISON AVEC LES DONNEES DU MODELE DE SIMULATION NUMERIQUE
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CE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE DE COUCHES MINCES DE CARBONE ET DE LEURS PROPRIETES D'EMISSION ELECTRONIQUE, EN VUE DE LEUR UTILISATION COMME EMETTEURS D'ELECTRONS DANS DES ECRANS PLATS A EFFET DE CHAMP (FED). NOS MESURES D'EMISSION FROIDE SUR DES FILMS DE DIAMANT POLYCRISTALLIN ET DE CERTAINS CARBONES AMORPHES (A-C) DEPOSES PAR CVD OU PVD MONTRENT QUE CE NE SONT PAS DE BONS EMETTEURS D'ELECTRONS. NOUS AVONS PAR CONTRE OBTENU DE BONS RESULTATS AVEC DES COUCHES DE A-C DEPOSEES PAR ABLATION LASER, ET AVEC DES COUCHES DE GRAPHITE NERVURE DEPOSEES PAR RCE-MWCVD OU PAR RFCVD (CHAMPS SEUILS RESPECTIFS DE 15, 30 ET 35 V/M). NOUS AVONS MIS AU POINT UN PROCEDE ORIGINAL DE DEPOT UTILISANT CETTE DERNIERE TECHNIQUE. L'ANALYSE DES TESTS I(E) ET LES RESULTATS DES CARACTERISATIONS PHYSICO-CHIMIQUES (RAMAN, XPS, MET, MEB, RX, ERDA) SONT UTILISES POUR ETUDIER LES DIFFERENCES DE STRUCTURE ENTRE LES MATERIAUX TESTES, ET POUR COMPRENDRE LE MECANISME D'EMISSION FROIDE DEPUIS CES COUCHES : - LES COUCHES DE A-C CONTIENNENT QUELQUES GRAINS DE GRAPHITE ET SONT COUVERTES D'ESCARBILLES GRAPHITIQUES, CE QUI NOUS CONDUIT A EXPLIQUER L'EMISSION PAR LA FORMATION DE NANOSTRUCTURES CONDUCTRICES, QUI JOUENT LE ROLE DE CANAUX POUR LE TRANSPORT DES ELECTRONS, ET DE POINTES POUR L'AMPLIFICATION DU CHAMP A LEUR EXTREMITE. - LES COUCHES DE GRAPHITE NERVURE ONT UNE MORPHOLOGIE DE SURFACE TRES MARQUEE, AVEC DES PROTRUSIONS D'ENVIRON 10 NM DE RAYON DE COURBURE, ET CONSTITUEES DE PLANS DE GRAPHITE. NOUS ATTRIBUONS LEUR EMISSION A L'EFFET DE POINTE SUR CES PROTRUSIONS ET A UNE EMISSION FROIDE DE TYPE FOWLER-NORDHEIM. DES CATHODES D'ECRANS PLATS SONT TESTEES, AVEC DES EMETTEURS CONSTITUES DE PLOTS DE CARBONE EN LIEU ET PLACE DES MICROPOINTES METALLIQUES. LES MEILLEURS RESULTATS SONT OBTENUS AVEC LES COUCHES DE GRAPHITE NERVURE, DONT LES PERFORMANCES (QUELQUES A/CM 2 POUR UNE TENSION DE GRILLE DE 80 V, BONNE UNIFORMITE SUR L'ENSEMBLE DE LA SURFACE EMETTRICE) SONT PROCHES DE CELLES DES FED A MICROPOINTES.
Author: International Atomic Energy Agency Publisher: International Atomic Energy Agency ISBN: 9789201063205 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 72
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This publication results from a technical meeting on phenomenology and technologies relevant to in-vessel melt retention (IVMR) and ex-vessel corium cooling (EVCC). The purpose of the publication is to capture the state of knowledge, at the time of that meeting, related to phenomenology and technologies as well as the challenges and pending issues relevant to IVMR and EVCC for water cooled reactors by summarizing the information provided by the meeting participants in a form useful to practitioners in Member States.
Author: ANNICK.. BILLEBAUD
Author: ANNICK.. BILLEBAUD
Author: Matthias Jung
Author: ABDERRAZZAK.. HAFNI
Author: KARIMA.. BOUSSOFIANE-BAUDIN
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Author: Anne-Marie Bergdolt (née Eschmann)
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Author: Alain Hébert