Mecanismes de volatilite des verres et des fontes borosilicates d'interet nucleaire - influence de la structure

par LUDOVIC DELORME

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de JEAN PIERRE COUTURES.

Soutenue en 1998

à Orléans .

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  • Résumé

    Ce travail a pour objectif l'etude des mecanismes qui controlent la volatilite du verre de reference utilise pour le confinement des dechets radioactifs. Il a ete realise sur des compositions simplifiees, dans le systeme sio#2-b#2o#3-al#2o#3-na#2o-(1)li#2o-cao. L'approche structurale menee par rmn, depuis la temperature ambiante jusqu'a 1500c, montre une forte augmentation de la mobilite des alcalins au dessus de tg. Un echange rapide entre les sites de b#i#i#i et b#i#v vers 700c et le changement de coordinence b#i#vb#i#i#i vers 1100c semblent egalement avoir lieu. L'analyse de la phase vapeur effectuee par spectrometrie de masse a haute temperature couplee a des cellules de knudsen revele la presence entre 780c et 830c de nabo#2(g), libo#2(g) et na#2(bo#2)#2(g). Le calcul de la pression partielle de chaque espece montre que la pression totale des verres simplifies est dominee par la contribution du na. Pour etudier la volatilite des verres a plus haute temperature, un appareillage utilisant la methode de transpiration a ete realise. Les analyses des condensats revelent la presence a 1060c des especes citees precedemment. Pour chaque composition etudiee en regime de saturation, la vitesse de vaporisation et la densite de vapeur totale sont determinees. Nous montrons ainsi que la volatilite du verre de reference peut etre simulee par celle d'un verre simplifie. Pour = 1, la cinetique de vaporisation entre 1060c et 1200c met en evidence une evaporation en surface associee a un mecanisme de diffusion dans le verre fondu. Il en est de meme pour la volatilite du verre de reference a 1060c. Pour determiner enfin l'origine microscopique de ces mecanismes, nous developpons un modele d'interactions moleculaires. Entre 780c et 830c, nous montrons qu'ils sont controles par la forte attraction entre na#2o et li#2o. Cette derniere maintient la pression de vapeur totale a un niveau quasi-constant jusqu'a = 0. 27.


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Informations

  • Détails : 186 P.
  • Annexes : 122 REF.

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  • Bibliothèque : Université d'Orléans. Service commun de la documentation.Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Institut des sciences de la Terre d'Orléans.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : I 03-874
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