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1 CLIQUEZ POUR MODIFIER LE STYLE DU TITRE SOUS-TITRE 1 CONTACT : xx.xx@cea.fr SOUS-TITRE 2 SOUS-TITRE 3 Cliquez pour modifier les styles du texte du masque Exemple 1 Exemple 2 Cliquez pour modifier les styles du texte du masque Exemple 1 Exemple 2 Cliquez pour modifier les styles du texte du masque Exemple 1 Exemple 2 Optimisation du dépôt d’actinides sur le diamant dopé au bore dans le projet ActiFind Thuan Quang TRAN, Jacques de SANOIT, Michal. POMORSKI, Christine MER-CALFATI et Philippe BERGONZO Département Capteurs, Signal et Information - Laboratoire Capteurs Diamant Centre de SACLAY – Point courrier 45 – 91191 Gif sur Yvette CEDEX FRANCE thuan-quang.tran@cea.frthuan-quang.tran@cea.fr, jacques.desanoit@cea.fr, michal.pomorski@cea.fr, chistine.mer@cea.fr, philippe.bergonzo@cea.frjacques.desanoit@cea.frmichal.pomorski@cea.frchistine.mer@cea.frphilippe.bergonzo@cea.fr Rappel du projet Développement d’un système de mesure spectrométrique directe des émetteurs alpha dans l’eau. Ce système est constitué d’un détecteur de rayonnement immergeable, dont la fenêtre d’entrée en diamant de synthèse rendue électro-active par un dopage au bore, constitue une électrode où les ions des actinides peuvent se déposer par électrolyse. Electrolyte ~100ml 0-50V GNDContact or Cathode en B-NCD i Si p Si n Si Particule α e drift actinides Résine époxy GND H 2 O + H + + 2 e H 2 + OH - M 3+ + 3 OH - M(OH) 3 L’électroprécipitation des actinides semble plus efficace en milieu nitrate qu’en milieu sulfate Les actinides n’ont pas tous le même rendement de déposition (Cm > Am > Pu) Les mesures spectrométriques dans l’électrolyte et dans l’air sont identiques (résolution, comptage) L’électrodécontamination du détecteur est très efficace en milieu nitrate ou/et sulfate Le rendement de dépôt des actinides est une fonction croissante de la surface du détecteur (cathode) Résultats majeurs: Fabrication du détecteur Perspectives 2013 Procédé électrochimiqueLinéarité du système Dépôt simultané d’actinides Décontamination du détecteur  pH = 4  Anion complexant (SO 4 2- )  Electrogénération de OH -  Dégagement de H 2  pH = 3  Anion complexant (NO 3 - )  Electrogénération de OH -  Moins de dégagement de H 2 Milieu sulfateMilieu nitrate Conditions opératoires 241 Am (6 – 37 Bq ) 60 ml d’électrolyte [NaNO 3 ] = 0.3 M pH 3 Détecteur (diode) de surface 0,25 cm 2 Actinides Activité (Bq) Rendement de dépôt (%) 241 Am5,9636,7 239 Pu5,1319,1 244 Cm4,4038,2 241 Am + 239 Pu + 244 Cm 5,96 : 5,13 : 4,4030,6 : 13,6 : 34,6 Détecteur (diode) de surface 0,33 cm 2 Expérience [Na 2 SO 4 ] (M ) [NaNO 3 ] (M) pH initial Rendement de dépôt de 241 Am (%) Rendement de décontamination (%) 10,3002,170,276,51 20,3003,136,798,35 30,3004,209,499,74 40,250,052,170,385,68 50,250,053,1710,199,81 60,250,054,158,299,51 700,303,0711,499,51 Protocole de décontamination 60 ml de [Na 2 SO 4 ] = 0.3 M, pH 3, Ja = + 6 mA/cm 2 OH - M 3+ M(OH) 3 M 3+ H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2H2 H2H2 Cathode - Anode + H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ OH - Utilisation de détecteurs PIPS* de surface supérieure à 1 cm 2 Un premier résultat probant Electroprécipitation d’américium sur une couche de B-NCD de surface 1 cm 2 Am = 5,96 Bq dans 18ml de [Na 2 SO 4 ] = 0.3 M à pH 3.85. Jc = - 10 mA/cm 2 PIPS pour améliorer la résolution spectrale S > 1 cm 2 pour améliorer le rendement de dépôt Rendement de dépôt = 73 % * Passivated implanted planar silicon Dispositif expérimental “ActiFind” Spectre initialSpectre déconvolué Diode PIN Nano-seeding Croissance CVD Masquage aluminium Etching par plasma O 2 Nettoyage acide chaud Encapsulation + contacts argent Retrait des contacts dans l’acide chaud Dépôt d’or face arrière Conclusion: Les conditions expérimentales de dépôt des actinides sur le détecteur étant maintenant fixées, l’amélioration du système passera par l’utilisation de détecteurs de grande surface de type PIPS permettant à la fois d’atteindre une bonne résolution spectrale et un rendement de déposition des actinides accru. Variation linéaire entre l’activité contenue dans l’électrolyte et le taux de comptage enregistré sur le détecteur après électro-précipitation Résultat 2 H 2 O + 2 e H 2 + 2 OH - H 2 O + H + + 2 e H 2 + OH - NO 3 - + H 2 O + 2 e NO 2 - + 2 OH - NO 3 - + 2 H 2 O + 5 e ½ N 2 + 6 OH - NO 3 - + 7 H 2 0 + 8 e NH 4 OH + 9 OH -