CEAS_lejournal_53 - CEA Saclay

DOSSIER Les rayonnementsDans le hall des guides d’Orphée, préparationd’une expérience de diffusion de neutronsen présence de champ magnétique : remplissaged’hélium liquide de la bobine supraconductricecontenant l’échantillon à étudier.Traditionnellement, les rayons X sontl’outil de choix pour analyser l’organisationdes atomes dans un cristal. En effet,ils sont sensibles à la structure régulière (oupériodique) d’un cristal qui disperse le faisceauincident en plusieurs composantes. La diffractionpar rayons X est aujourd’hui courammentutilisée par les chimistes dans leurs laboratoirespour analyser un produit de réaction. À unetout autre échelle, le synchrotron Soleil délivreplusieurs dizaines de faisceaux de lumière extrêmementintenses qui vont de l’infrarouge auxrayons X. La puissance de cet outil attire chaqueannée des milliers de chercheurs, de toutesdisciplines, de la santé à l’archéologie, en passantpar l’aéronautique ou l’industrie automobile.Rayonnementsà la carteLes scientifiques disposent de touteune gamme d’outils pour observer,explorer ou façonner la matière àl’échelle nanométrique. Rayons X,neutrons, électrons, ions ou faisceauxlaser, ils font feu de tout bois !© P. STROPPA / CEACartographier les élémentsPour obtenir une cartographie d’éléments« légers », deux outils sont disponibles : les faisceauxde neutrons, issus du réacteur Orphée,ou les faisceaux d’ions légers de la microsondenucléaire. Ces études sont au cœur desrecherches sur les matériaux pour les nouvellesénergies. L’hydrogène, par exemple, est trèsdifficile à observer avec les rayons X. C’est doncavec les neutrons que sont étudiées les piles àcombustible, pour lesquelles la répartition del’eau dans les différents organes de la pile enfonctionnement joue un rôle clé. Pour l’étudedes nano-composites à base d’inclusions denanoparticules dans des polymères, la diffusionde neutrons donne accès à la distributiondes nanoparticules ainsi qu’à la forme adoptéepar les chaînes de polymères en présence decelles-ci. Les ions de la microsonde nucléairepermettent d’obtenir par exemple la concentrationabsolue et la répartition en hydrogènedans les gaines de combustible irradiées, donnéesessentielles pour apprécier leur tenuemécanique.Autre axe de recherche, les propriétés magnétiquesd’un matériau ne sont accessibles facilementque grâce aux faisceaux de neutrons. C’estl’une des propriétés intrinsèques du neutron,8 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL