Incorporation du césium dans des phosphates de structure apatitique et rhabdophane : Application au conditionnement des radionucléides séparés

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

déchets, métaux, apatites, substances radioactives, phosphates

Mots-clés

Apatite - Thèses et écrits académiques,

Césium - Thèses et écrits académiques

Dans le cadre d'un conditionnement séparé des radionucléides, deux familles de phosphates ont été étudiées pour immobiliser le césium : les apatites et les rhabdophanes. L'incorporation du césium dans les apatites génère des contraintes stériques à l'origine de la formation de phases non durables en conditions d'altération. La persistance après lixiviation d'un phosphate de formule CsCaNd(P4)2 a conduit à s'intéresser aux propriétés de ce composé. La structure de CsCaNd(PO4)2, de type rhabdophane, est constituée de tunnels qui permettent d'accommoder les alcalins les plus volumineux. Le mécanisme réactionnel met en jeu deux intermédiaires : la monazite, NdPO4, d'une part et un phosphate non pérenne, CsCaPO4, de l'autre. Une rhabdophane contenant 10% en masse de césium révèle une stabilité thermique de 1100°C et une vitesse d'altération intrinsèque de 10-2 g/(m².j) en accord avec les caractéristiques souhaitées. L'augmentation du rendement reste l'objectif prioritaire des futures études.