Il est essentiel de mettre au point et d’utiliser de nouveaux matériaux complexes ayant des propriétés et des fonctionnalités améliorées pour relever les grands défis de l’ingénierie moderne. Les neutrons, fournis par des réacteurs de recherche ou des sources de neutrons de spallation, offrent dans certains cas le seul moyen d’étudier des matériaux.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les activités de l’AIEA, abonnez-vous à notre lettre électronique mensuelle pour recevoir les principales informations, multimédias et autres.
La recherche sur les matériaux
Il est indispensable de bien connaître les matériaux pour répondre à toute une série de nouvelles demandes sociologiques et technologiques dans des domaines tels que la santé, l’énergie, la sécurité nationale et l’environnement. Pour cela, il est nécessaire de maîtriser différentes techniques expérimentales et informatiques afin de pouvoir mieux comprendre et optimiser les propriétés des matériaux.
Les techniques faisant appel aux faisceaux de neutrons sont bien établies et désormais essentielles à la caractérisation détaillée des structures et dynamiques atomiques et magnétiques de nombreuses classes nouvelles et importantes de matériaux, et à la transformation de ceux-ci. Leur utilisation a permis d’améliorer considérablement les connaissances dans des domaines tels que la physique et la chimie des matières condensées, les nanotechnologies, la science des polymères, les sciences de la vie, la recherche sur les énergies durables, les capteurs et matériaux intelligents, la biotechnologie, l’ingénierie et l’archéologie.
La diffusion neutronique offre un moyen sans pareil d’étudier les matériaux, grâce à deux types d’interactions entre les neutrons et la matière : les interactions nucléaires fortes de courte portée et les interactions électromagnétiques dues au moment magnétique des neutrons. Les neutrons n’ayant pas de charge électrique nette, ils peuvent pénétrer dans les matériaux. Ainsi, les objets métalliques sont très transparents aux neutrons.
Les neutrons thermiques ont un grand nombre de fonctions dans l’ingénierie. Ils sont notamment essentiels pour localiser les atomes légers, comme les atomes d’hydrogène et d’oxygène, dans des structures complexes, connaître l’organisation des moments magnétiques dans des systèmes magnétiques complexes et évaluer la distribution de la contrainte résiduelle dans des composants mécaniques. Les supports habituellement utilisés pour cette application sont, par exemple, les matériaux de stockage de l’hydrogène, les électrolytes et les matériaux des batteries, ainsi que les films magnétiques. La substitution isotopique permet de localiser précisément les atomes d’hydrogène, par exemple dans des polymères ou des molécules biologiques.
