Structures of UO2, UO2+x andU4O9 by neutron diffraction

Abstract

Des monocristaux ont été étudiés par diffraction neutronique entre 20°C et 1 100°C et dans l'intervalle de composition UO2 à U4O9.Les recherches se divisent en trois groupes se rapportant à UO2, UO2+x (où 0 x 0,25) et U4O9.UO2 a la structure fluorine à la température ambiante, avec un facteur de Debye-Waller isotrope.A haute température l'arrangement atomi- que ne peut plus être décrit exactement par la structure fluorine idéale avec des vibrations ther- miques harmoniques.Le meilleur accord entre les intensités observées et calculées est obtenu en donnant aux atomes d'oxygène des positions de coordonnées « relaxées » 1/4 + 03B4, 1/4 + 03B4, 1/4 + 03B4 dans le groupe d'espace Fm3m où 03B4 vaut 0,016 à 1 000 °C.L'effet de relaxation peut être interprété en termes soit de désordre, soit d'agitation thermique anharmonique.En oxydant UO2 en UO2+x, on forme une solution solide, contenant 3 sortes d'atomes d'oxygène, O, O' et O".Les atomes 0 occupent les sites de type fluorine de UO2 mais une partie de ces sites est vide dans UO2+x.Les atomes O' et O" occupent des positions interstitielles qui sont déplacées le long de [110] pour O' et de [111] pour O" à partir des grands vides de la structure fluorine.Les vides eux-mêmes ne sont pas occupés.