Le contexte industriel actuel, animé d'un désir de prolonger la durée de fonctionnement des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) jusqu'à des durées de 60 ans, nécessite la compréhension de l'évolution de la microstructure et notamment d'un éventuel gonflement en conditions REP. Deux nuances de 304 (haut et bas carbone), représentatives des internes inférieurs de REP, ont été irradiées aux ions depuis les faibles doses jusqu'à des doses supérieures à la centaine de dpa, à 450°C (proche des conditions REP par la prise en compte d’un décalage flux/température), ainsi qu'à une dose intermédiaire à plus haute température 550°C. Sur la base des résultats expérimentaux des modélisations par dynamique d’amas avec le code CRESCENDO ont été réalisées afin d’étudier l’évolution de la microstructure.Les microstructures de boucles de Frank, du réseau de dislocations, des cavités et de la précipitation ont été caractérisées par Microscopie Électronique en Transmission (MET) à chacune des doses et par Sonde Atomique Tomographique (SAT) à 100 dpa. À 450°C, les conditions d’irradiations conduisent à une saturation du réseau de dislocations et des boucles de Frank, les cavités sont en faible densité induisant une fraction volumique faible (<0,1%) même dans la nuance bas carbone plus sensible au gonflement. La précipitation observée est principalement composée de carbures. En plus de l’évolution avec la dose, cette étude a permis d’analyser les effets de températures, de composition chimique et d’irradiation aux ions.Un jeu de paramètres d’entrée permettant de modéliser l’évolution de la microstructure avec la dose et le long du profil de dommage a été établi. Par modélisation il a été étudié les effets des interstitiels injectés, de la surface d’irradiation ou de la modification de l’efficacité des cascades avec la profondeur d’irradiation. / The French nuclear industry is looking into the extension of the operation time of pressurized water reactors (PWR) up to 60 years. This implies a good comprehension of the microstructural evolution under irradiation in Pressurized Water Reactors’ conditions.Two representatives stainless steels from PWR’s internals, 304 type steels, which differ in carbon content, has been irradiated form low to high doses (more than 100 dpa) at 450°C, irradiation at a second temperature (550°C) has also been performed at an intermediate dose. The choice of the temperature (450°C) was motivated by considering a temperature shift between neutron and ion irradiations due to their large difference in term of dose rate.The microstructural evolution has been characterized by transmitted electron microscopy on each conditions and by atom probe on highest irradiated samples. And modelling of the microstructure was performed using cluster dynamics code CRESCENDO.For both steels, at 450°C the dislocation network and Frank loops reach a saturation regime. As the cavity size and density are low the volume fraction is also low, even in the low carbon content steels, which is more favorable to swelling. The precipitation is mainly carbides. The effects of temperature, chemical composition and of ion irradiation were also investigated.Based on experimental results, a set of parameters which reproduces the evolution of the microstructure in respect to the dose and the depth of observation has been established. It has allowed to understand the effects of the irradiated surface, the injected interstitials and a possible evolution of the cascade efficiency along the damage profile.

The rapid growth of the global economy in the last two decades has created a new economic reality in many municipalities in peripheral regions of Sweden. Having earlier relied on traditional industry as the source of employment, today municipalities in peripheral regions are struggling to survive in a completely changed economic landscape, with new conditions for development. The dismantling of trade barriers, accessibility of new markets for production, and faster and cheaper modes of communication and transportation have combined in changing the conditions for development. While historically peripheral regions have depended on manufacturing firms as a source of employment, indications today show that local and regional development is enhanced through the development of locally acquired relationships that promote knowledge creation and transmission. In the past, the Swedish government had put in place measures to promote a degree of regional parities. These included enticement schemes to industry and the relocation of public bodies. Faced with the global winds of change that have arisen in the last few decades, this approach is becoming unsustainable. The overall aim of this dissertation is to contribute to the research aimed at enhancing regional economic development and to increase the understanding of as well as give insights into local economic development processes aimed at meeting global challenges in a peripheral region. In it I explore the two interrelated questions of 1) what are the mechanisms influencing location of economic activities and industrial policy in peripheral regions? 2) How do these mechanisms manifest themselves in a peripheral region? In this study, three case studies of local development processes in the two municipalities of Ljusdal and Söderhamn, in the geographical region of Hälsingland are presented. The case studies are named the business case, the policy case and the hybrid case to reflect the mechanisms that induced them. / Den globala ekonomins snabba tillväxt under de senaste två decennierna har skapat en ny ekonomisk verklighet i många svenska periferiregioner. Från att tidigare ha kunnat förlita sig på traditionell industri som grund för sysselsättningen, så måste dessa regioner idag kämpa för sin överlevnad i ett mycket annorlunda ekonomiskt landskap, med nya förutsättningar för utveckling. Avvecklingen av handelshinder, tillgång till nya produktionsmarknader samt snabbare och billigare sätt att kommunicera och transportera har tillsammans förändrat förutsättningarna för utveckling. Historiskt sett har sysselsättningen i periferiregioner varit beroende av tillverkningsindustrin, men idag finns tecken som tyder på att den lokala och regionala utvecklingen förstärks av lokalt förvärvade relationer som stödjer skapande och överföring av kunskaper. Förr vidtog den svenska regeringen mått och steg för att befrämja regional jämlikhet. Till exempel skapade man lockmedel för industrin och förflyttade statliga verk. De senaste decenniernas globala förändringar gör dessa metoder otillräckliga. Det övergripande syftet med den här avhandlingen är att bidra till den forskning vars syfte är att gynna regional ekonomisk utveckling och att öka förståelsen av och ge insikt i lokala ekonomiska utvecklingsprocesser som försöker möta dagens globala utmaningar för periferiregioner. Följande två sammanhängande frågor utforskas: 1) Vilka mekanismer påverkarlokaliseringen av ekonomiska aktiviteter och industriell politik i periferiregioner? 2) Hur visar sig dessa mekanismer i lokala utvecklingsprocesser i en periferiregion?I den här avhandlingen presenteras tre fallstudier som beskriver lokala utvecklingsprocesser i de två kommunerna Ljusdal och Söderhamn, båda belägna i Hälsingland. För att reflektera demekanismer som framkallat dem, kallas de tre fallstudierna för företagsstudien, policystudien och hybridstudien. / QC 20100616

Un acier austénitique stabilisé au titane, le 15-15Ti AIM1, a été choisi à l'état écroui comme matériau de référence des gaines de combustible du premier coeur d'ASTRID (prototype de Réacteur à Neutrons Rapides (RNR) refroidi au sodium). Cette étude contribue à la compréhension de l'évolution microstructurale sous irradiation de l'AIM1 à forte dose (>100 dpa) et en particulier des mécanismes de gonflement. Des campagnes d'irradiations aux ions de l'AIM1 et de son précurseur le 15-15Ti D4 (AIM1 sans phosphore), ont été menées sur l'installation Jannus-Saclay. Ces irradiations ont été réalisées jusqu'à une dose de 150 dpa en simple faisceau Fe2+ et 120 dpa en double faisceaux Fe2+ et He+ entre 550 et 630°C pour étudier les effets de l'hélium. En parallèle, des recuits thermiques à 650°C de durées comparables aux temps d'irradiation (<100h) ont été réalisés pour séparer les effets de la température et de l'irradiation. Les microstructures et les défauts d'irradiation ont été caractérisés principalement au microscope électronique à transmission (MET) et à la sonde atomique tomographique (SAT). Pendant les recuits thermiques à 650°C, une précipitation rapide de carbures de titane nanométriques sur les dislocations est observée. Une faible densité d'amas enrichis en phosphore (germes de phosphures) a également été détectée. Après irradiation aux ions, la microstructure de l'AIM1 et du 15-15Ti fait apparaître une population dense de boucles fautées de Frank reparties de manière homogène et qui évolue peu avec la dose (entre 45 et 150 dpa). La précipitation est constituée principalement de carbures de titane nanométriques, de phosphures (dans l'AIM1) et de carbures de chrome. La précipitation de phosphures dans l'AIM1 apparait accélérée par l'irradiation. Une ségrégation du Ni et du Si sur les dislocations est aussi mise en évidence. Les irradiations en simple faisceau même à 150 dpa créent une faible densité de cavités réparties de façon hétérogène dans les grains. Il a été montré que l'implantation simultanée d'hélium à 1 appm/dpa conduit à une densité de cavités nettement plus élevée. Dans ce cas, une association entre les cavités et les nanoprécipités (TiC et phosphures) est observée. Enfin une première comparaison entre les irradiations aux ions et aux neutrons sur le 15-15Ti D4 souligne de notables différences dans l'évolution de la précipitation et les mécanismes de formation des cavités. Un modèle de dynamique d'amas avec le code Crescendo permet de modéliser la formation des boucles de Frank, des cavités et l'évolution du réseau de dislocations et prend en compte la production d'hélium. Les paramètres du modèle ont été ajustés pour reproduire les données expérimentales des irradiations en simple faisceau à 630°C. L'extrapolation du modèle illustre le décalage du pic de gonflement vers les basses températures quand le taux de dommage diminue. Le modèle prenant en compte la présence de l'hélium reproduit l'augmentation de la densité de cavités observée en double faisceaux Fe-He / A cold-worked titanium stabilized austenitic steel, named 15-15Ti AIM1, is the reference material for fuel cladding to be used in the _rst core of ASTRID (prototype of Sodium cooled Fast neutron Reactor -SFR). This study contributes to the understanding of the microstructural evolution under high dose irradiation of AIM1 (> 100 dpa) and especially swelling mechanisms. Several ion irradiations of AIM1 and its precursor 15-15Ti D4 (AIM1 without phosphorus), were done at Jannus-Saclay facility. These irradiations were performed up to 150 dpa in single beam (Fe 2+) and up to 120 dpa in dual beams (Fe 2+ and He +) at a temperature set between 550 and 630 ° C in order to study the helium e_ects. Besides, thermal annealing at 650 ° Cequivalent to irradiation time (<100h) was carried out to separate the effects of temperature and irradiation. The microstructures and the irradiation-induced defects were characterized mainly by the transmission electron microscopy (TEM) and tomographic atom probe (SAT). During thermal annealing at 650 ° C, rapid precipitation of nanometric titanium carbides over dislocations was observed. A low density of phosphorus-enriched clusters (phosphide nucleation) was also detected. After irradiation with ions, the microstructure of AIM1 and 15-15Ti revealed high density of Frank faulted-loops distributed homogeneously and which didn'tevolve with the irradiation dose (between 45 and 150 dpa). The precipitation of nanometric titanium carbides, phosphides (in AIM1) and chromium carbides was observed. Precipitation of phosphides in AIM1 is accelerated by irradiation. Irradiation_induced segregation of Ni and Si on dislocations has also been highlighted. Single-beam irradiations even at 150 dpa show very low cavities density distributed heterogeneously in the grains. It is shown that the simultaneous injection of 1 appm / dpa helium leads to much higher cavity density. In this case, cavities are attached to nanoprecipitates (TiC and phosphides). Finally, a comparison between ion and neutron irradiation on 15-15Ti D4 highlighted significant differences in the evolution of precipitation and cavity formation mechanisms. A cluster dynamics model with the Crescendo code was used to simulate the formation of Frank loops, cavities and the evolution of the dislocation network, taking into account the helium production. The model parameters were adjusted to reproduce the experimental single beam irradiation data at 630°C. The extrapolation of the model shows the displacement of the swelling peak at low temperatures as the rate of damage decreases. Taking into account the presence of Helium, the model reproduces the increase of cavity density observed in double Fe-He beams.

<p>Thorium dioxide (ThO₂) and metallic uranium (alpha-U) represent important alternative nuclear fuels. Investigating the behavior of defects introduced into these materials in an irradiation environment is critical for understanding microstructure evolution and property changes. The objective of this dissertation is to investigate the clustering of point defects in ThO₂ and alpha-U under irradiation, into voids and prismatic dislocation loops as a function of irradiation dose rate and temperature. To achieve this, we have developed a mean-field cluster dynamics (CD) model based on reaction rate theory to predict the evolution of self-interstitial atom (SIA) and vacancy loops in neutron-irradiated alpha-U. Detailed atomistic simulations have been carried out using molecular dynamics (MD) to study the configuration of such loops and compute their energetics, which are essential parameters of the CD model. Bond-boost hyper-MD simulations have been performed to compute the diffusivity of uranium SIA and vacancies, which govern the kinetics of the clustering phenomenon. Another CD model has been demonstrated for proton-irradiated ThO₂, considering the clustering of Th and O SIA and vacancies into SIA loops and voids, respectively, with varying sizes and stoichiometry. The compositions of all SIA loops and voids dictated by crystallography of ThO₂ in its fluorite structure have been presented in their respective cluster composition space (CCS). The CD model solves the density evolution of off-stoichiometric loops and voids, with irradiation, in their respective CCS. MD simulations have been performed to compute the energetics of different clusters in their CCS, as parameters of the CD model. Temperature-accelerated MD simulations have been performed to compute the diffusivity of Th and O point defects, that dictates the kinetics of defect clustering on irradiation. In alpha-U, the CD predictions show an accumulation of small sized vacancy loops and the growth of SIA loops with irradiation dose, which closely fits the reported size distribution of loops in neutron-irradiated alpha-U by Hudson and coworkers. The CD predicted density of defect clusters in proton-irradiated ThO₂, shows the evolution of near-stoichiometric SIA loops in their CCS. The size distribution of SIA loops at high irradiation doses closely corresponds to the transmission electron microscopy (TEM) observations reported in the literature. Also, the CD model did not predict the growth of voids and vacancy clusters, which is consistent with findings in literature. The model was further used to predict the density of sub-nanometric defect clusters and point defects, on low-dose irradiation, that significantly impairs the thermal conductivity of ThO₂. An extensive TEM and CD investigation has also been carried out to study the growth and coarsening of SIA loop and voids during post-irradiation isochronal annealing of ThO₂ at high temperatures.</p>