Comportement du silicium en milieu nitrique. Application au retraitement des combustibles siliciures d'uranium

par Laurent Chéroux

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Jean-Pierre Jolivet.

Soutenue en 2000

à Montpellier 2 .


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  • Résumé

    Les siliciures d'uranium sont utilises dans certains reacteurs de recherche, leur devenir apres irradiation est a definir. Une liste de scenarios de retraitement a ete etablie, le plus realiste faisant appel a une dissolution nitrique du combustible proche de celle du retraitement classique. Ces combustibles renferment beaucoup de silicium. Or, on sait peu de choses du mecanisme de polymerisation de l'acide silicique dans l'acide nitrique concentre. L'etude de cette polymerisation a permis de determiner les parametres importants : acidite, temperature et teneur en silicium. La presence d'aluminium semble accelerer fortement la polymerisation. Il a ete impossible de trouver une technique analytique suffisamment fine et rapide pour caracteriser la polymerisation de l'acide silicique dans ses premiers stades. L'influence des especes siliciees sur la stabilisation d'emulsions obtenues par melange avec une phase organique contenant du tbp, a pourtant ete etudiee. Le silicium ralentit la separation des phases par le biais d'especes oligomeriques formant des complexes avec le tbp. L'existence de ces especes intermediaires est transitoire, un chauffage permettant d'eviter toute stabilisation. Lors de la dissolution du combustible siliciure d'uranium, non irradie, l'aluminium et l'uranium passent en solution rapidement alors que la majorite du silicium reste a l'etat solide. Une gangue de silice hydratee se constitue autour des particules de matiere uranifere sans empecher l'uranium de se dissoudre. Une faible partie du silicium passe en solution et polymerise vers les formes fortement polycondensees, seul 2% du silicium initial se retrouve sous forme moleculaire en fin de la dissolution. Un traitement thermique, en formant des phases intermetalliques u-al-si, permet a la totalite du silicium de passer en solution pour precipiter ensuite. Le comportement du silicium des combustibles uses devrait se situer entre ces deux situations.

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Informations

  • Détails : 165 p
  • Annexes : Bibliogr.: p. 157-162

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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 2000.MON-219
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