La susceptibilité magnétique des monocristaux de fluorure de lithium irradiés aux neutrons thermiques

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Submitted on 1 Jan 1963

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La susceptibilité magnétique des monocristaux de fluorure de lithium irradiés aux neutrons thermiques

A. van den Bosch

To cite this version:

A. van den Bosch. La susceptibilité magnétique des monocristaux de fluorure de lithium irradiés aux neutrons thermiques. Journal de Physique, 1963, 24 (7), pp.569-570.

�10.1051/jphys:01963002407056900�. �jpa-00205529�

569.

.

LA SUSCEPTIBILITÉ MAGNÉTIQUE

DES MONOCRISTAUX DE FLUORURE DE LITHIUM IRRADIÉS AUX NEUTRONS THERMIQUES

Par A. VAN DEN BOSCH,

Département Physique ^État Solide. C. E. N.-S. C. K., Mol, (Belgique).

Résumé.

La susceptibilité peut ^être expliquée ^{par la somme des trois effets suivants :}

1° le diamagnétisme ^{du fluorure de} lithium ;

2° un paramagnétisme dépendant ^{de la} température qui suit la loi de Curie et qui ^{est dû aux}

électrons célibataires, ^et

3° un paramagnétisme indépendant ^{de la} température ^{dû à un} précipité ^{de lithium} métallique.

Abstract.

The susceptibility ^{can be} explained ^as composed ^{of three} parts : (1) ^the diamagnetic part ^{of a normal LiF matrix ;}

(2) ^a temperature dépendant paramagnetic part following ^{the Curie} law, ^{due to} unpaired ^elec- trons, ^and

(3) ^a temperature independant paramagnetic part ^{due to} metallic lithium.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE, ^TOME 24, ^JUILLET ’19fi3,

Nous avons examiné la susceptibilité magnétique

des monocristaux de fluorure de lithium en fonc- tion de la dose de neutrons thermiques.

Les irradiations ont été faites au BR-1 à la tem-

pérature du réacteur. Les susceptibilités ^{sont mesu-}

rées par la méthode de Curie, ^{10 en} fonction du

champ magnétique ^{entre 7 et 17 k0152 et 2° en}

fonction de la température T, ^{entre 85 et 300 OK.}

Non irradiés, les échantillons employés ^étaient diamagnétiques, ^{et leur} susceptibilité magnétique

était indépendante ^du champ ^et ind,épendante, ^à 0,5 % près, ^{de la} température ^{de mesure.}

Irradiés à des doses variant de 8 X 1013 n/cm2 ^à

8 X 1018 n/cm2 ^{il est} possible d’exprimer, pour tous les monocristaux, ^les suscéptibilités ^mesurées

par

xm étant indépendant ^du champ magnétique, ^du

moins dans les limites de la précision ^{de mesure.}

Cette expression, correspondant ^{à la loi de} Curie,

est une équation linéaire. La droite dans le dia- gramme lm, 1/T, ^nous donne par extrapolation

FIG. 1,

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01963002407056900

570

vers 1 /T

0 la valeur de B. A est donné _par la

pente.

Au début de l’irradiation A augmente ^{avec la} dose, bien que ^non linéairement, pour passer ^vers 8 X 1017 n/cm2 par ^un maximum égal ^{à 18 X 10-6}

u. e. m. Olg. Pour les flux intégrés plus grands,

A diminue et devient égal ^{vers 8 X 1018} nfém2

à 30 % de la valeur maximale.

Le comportement ^{de A dans le domaine des doses}

mentionnées peut ^être expliqué, ^{dans ses} grandes lignes, par le modèle suivant : A ^est proportionnel

au nombre des électrons célibataires, ^électrons qui

sont associés chacun à un défaut ponctuel ^{de struc-}

ture. Le nombre de ces défauts formés par la fission d’un noyau de IJi6 reste pendant ^toute la durée de l’irradiation du même ordre de grandeur. Lorsque

deux de ces centres paramagnétiques occupent,des places adjacentes ^une interaction mutuelle réduit très fortement leur moment magnétique.

Dans le calcul du nombre de défauts, il faut tenir

compte de la réaction inverse à leur création.

L’annihilation mutuelle de certains de ces défauts devient non négligeable ^{à une} température ^au-

dessus de 80 °C et aux fortes doses.

Pour des flux intégrés inférieurs ou égaux ^à

celui correspondant ^au maximum de A la valeur de B reste égale ^{à 2} % près ^{à la} susceptibilité ^dia- magnétique ^{mesurée avant} l’irradiation. Dans le domaine où A diminue en fonction de la dose la valeur absolue de B diminue aussi. Cet effet peut

être expliqué ^{en admettant} qu’il ^se produit ^une précipitation de lithium métallique, ^{ce métal} ayant ^une susceptibilité paramagnétique presque

indépendante ^{de la} température ^et égale ^à 3,7 ^{X 10-6 u. e.} m./g. Cette valeur permet

d’estimer le pourcentage du lithium ionique ^initial

transformé en métal, qui peut ^aller jusqu’à’8 %

pour le cristal le plus ^irradié.

Cette interprétation ^{est en bon accord avec les}

travaux de M. Lambert, ^{A. Guinier et autres.}

M. Lambert a montré qu’à l’intérieur du fluorure de lithium, ^{le lithium} métallique précipite ^{sous une}

forme anormale, cfc. Le lithium normal, ^cc, n’appa-

raît que par ^un changement ^de phase. ^{Si ce} phéno-

mène se présentait ^{dans nos} échantillons ^nous devrions en conclure que la susceptibilité ^{du métal}

serait à peu près ^{la même} pour les deux ^struc-

tures.