Durabilité chimique et comportement à lirradiation des verres quaternaires LnYSiAlO Ln = La ou CeReportar como inadecuado




Durabilité chimique et comportement à lirradiation des verres quaternaires LnYSiAlO Ln = La ou Ce - Descarga este documento en PDF. Documentación en PDF para descargar gratis. Disponible también para leer online.

1 LPS - Laboratoire Pierre Süe

Abstract : such, they have the potential to be used in the nuclear industry for the specific immobilization of trivalent actinides. Initial dissolution rates of LaYSiAlO and CeYSiAlO were determined using a Soxhlet device dynamic leaching. The differences linked to the nature of the rare earth element were studied by synthesizing analogous glasses that only differed in their rare earth element composition %at. : Y-5%, La-5 %, Si-15%, Al-10% O-65%. The influence of pH on the dissolution mechanisms and kinetics was also studied by static leaching tests performed in dilute solutions of NaOH or HNO3. Electronic defects and collision cascades, induced by a-disintegration of radioelements confined in storage matrice, can cause important modifications in the glass structure and, thus, influence its chemical durability. To simulate these effects, glass samples were irradiated with b particles and heavy ions accelerated to 2,5 MeV and 200 keV, respectively. Monoliths were then leached in static bidistilled water pH » 5.5 for one month in an autoclave heated to 90°C. Initially, the structural changes caused by irradiation were determined using Raman, NMR and EPR spectroscopies. Ion µbeams, SEM-EDS and XPS analysis were also performed to evaluate the potential modifications of the superficial composition. Finally, the leaching behavior was studied, for both irradiated and unirradiated samples, through solution and solid elementary characterization.

Résumé : Les verres aluminosilicates de terres rares sont connus pour leurs propriétés optiques et mécaniques intéressantes. Des études récentes ont montré que leur durabilité chimique était également excellente, ce qui a conduit à les envisager comme matrice spécifique d-immobilisation d-actinides trivalents. La vitesse initiale de dissolution des verres LaYSiAlO et CeYSiAlO, ainsi que la dépendance vis à vis du pH des mécanismes de dissolution, ont été déterminées au moyen de lixiviations dynamiques et statiques. Ces expériences ont été effectuées à 90°C dans de l-eau désionisée ou en milieu NaOH-HNO3 dilué dont le pH est compris entre 2 et 13. La composition des verres synthétisés varie autour de la composition moyenne suivante : LaCe-5%, Y-5%, Al-10%, Si-15%, O-65% ; l-élaboration de verres analogues au lanthane et au cérium a permis de mettre en évidence des différences de comportement liées uniquement à la nature de la terre rare. La désintégration a des radioéléments susceptibles d-être confinés dans le verre donne lieu à l-émission de particules a et de noyaux de recul qui provoquent principalement des dégâts électroniques ionisations et excitations et des déplacements d-atomes. Ces effets ont été simulés en irradiant de manière externe des monolithes de verre avec un faisceau d-électrons de 2,5 MeV ou d-ions Bi+ de 200 keV. Une série de tests d-altération en régime statique et eau désionisée a ensuite été programmée sur les échantillons irradiés afin de déterminer les conséquences de cette irradiation sur leur durabilité chimique. La spectrophotométrie U.V.-visible et l-ICP-MS ont été utilisés pour analyser les lixiviats, alors que la caractérisation élémentaire du solide a été effectuée par MEB-EDS et microanalyse nucléaire. L-XPS a permis d-obtenir des informations sur la composition ultra-superficielle des verres altérés et-ou irradiés sur quelques nm, ainsi que sur le degré d-oxydation du cérium. Les conséquences structurales des irradiations b ont été étudiées par RMN et Raman ; les défauts paramagnétiques ont fait l-objet d-une analyse par RPE.

Mots-clés : ions lourds Verre confinement nucléaire déchets radioactifs actinides terre rare lixiviation altération irradiation électrons ions lourds.





Autor: Stéphane Gavarini -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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