Radiation Damage Effects in Solid Wastes

Studies of the effects of radiation on glasses are described. The objective of these studies is to permit improved predictions on the radiation stability of glasses containing nuclear wastes over very long time-scales (typically 106 yr). To achieve results within laboratory time-scales necessitates the use of simulation experiments. A promising technique to simulate the long-term radiation dose to the glass is by means of charged particle bombardment. We describe the irradiation of single crystal SiO2 with 60 keV Ne+ Ar+, Kr+ and Bi+ ions. The effect of the irradiation is monitored by subsequently bombarding the material in a crystallographically aligned direction with MeV α-particles and determining the Rutherford Backscattering (RBS) spectrum. This technique provides a measure of the amount of disorder created in the solid by the radiation. This disorder is correlated with the fluence, the mass of the bombarding particle and the irradiation temperature. The results to date have provided some information on the damage created in SiO2 by energetic particles. Résumé L'effet des radiations dans les verres est analysé. L'objectif de cette étude est de permettre une meilleure prévision de la stabilité face aux radiations des structures de verre con tenant des déchets nucléaires sur de longues périodes de temps (typiquement 106 ans). La realisation de telles expériences en un temps acceptable nécessite l'utilisation de techniques de simulation. Une technique interessante pour la simulation de longues expositions aux radiations consiste a bombarder le verre de particules chargées. Nous décrivons le bombardement d'un seul cristal SiO2 par des ions Ne+, Ar+, Kr+ et Bi+ de 60 KeV. Les effets produits par l'irradiation sont évalués en bombardant l' échantillon avec des particules α (1 MeV) dans une direction cristallographique et en déterminant le spectre des particules retrodiffusées (en anglais, Rutherford Backscattering spectrum, RBS). Cette technique permet de mesurer le désordre cré é dans le crystal par les radiations. Ce désordre dépend du flux et de la masse des particules incidentes et de la température d'irradiation. Les résultats obtenus jusqu'à maintenant apportent quelques informations sur le dommage créé dans le cristal de SiO2 par des particules énergétiques.