Étude des mécanismes de rétention d'actinides et de produits de fission sur l'hydroxyapatite
Institution:
Paris 11Disciplines:
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Abstract EN:
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Abstract FR:
Ce travail s'inscrit dans le cadre des etudes d'un eventuel stockage geologique des dechets nucleaires. L'evaluation des proprietes de retention d'une hydroxyapatite envisageable en tant qu'additif des barrieres ouvragees de voisinage a ete realisee. Le materiau selectionne etait une hydroxyapatite synthetique bio-gel htp commercialisee par bio-rad possedant a sa surface des cations adsorbes de nature diverse ; un traitement de purification et de conditionnement de la surface a ete mis au point et applique. Les etudes de reactivite de surface ont ete menees suivant la technique du simple equilibre en pot dans des conditions bien controlees mettant en evidence l'existence de deux types de sites reactionnels. Les concentrations de ces sites ont ete trouvees egales a 37 mmol/100g et 60-65 mmol/100g. Ces etudes ont egalement revele une irreversibilite partielle de la retention d'un element en concentration elevee tel que le calcium. La retention de trois actinides am (iii), np (v) et u (vi), d'un produit de fission se (iv), et d'un element lourd cd (ii) par ce solide a ete etudiee selon une technique de simple equilibre en pot et quantifiee en termes de coefficients de distribution. L'influence du ph (entre 5 et 12) a ete examinee. L'interpretation thermodynamique quantitative des resultats obtenus n'a toutefois pas ete possible a l'aide de la theorie des echangeurs d'ions compte tenu des connaissances acquises encore limitees sur la reactivite chimique de la surface de l'hydroxyapatite. L'observation du solide par microscopie electronique (meb et met) a permis de reveler la nature polycristalline des particules : les grains d'hydroxyapatite sont constitues de nanocristaux agreges bien cristallises. Une caracterisation du solide par microfaisceau d'ions a aussi ete realisee. L'exploitation de la technique rbs couplee au pixe a montre que le cadmium et le selenium sont incorpores dans le substrat apatitique vraisemblablement dans la porosite intra-particule ainsi generee par l'agregation des plusieurs cristaux.