Etude de la dissolution du phosphate-diphosphate de thorium : - aspect cinetique - aspect thermodynamique : analyse des phases neoformees

• Auteur / Autrice : ANNE-CHARLOTTE THOMAS
• Direction : Michel Genet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Le sujet de cette these est la resistance a la corrosion en phase aqueuse du phosphate-diphosphate de thorium (pdt), de formule th 4(po 4) 4p 2o 7, en vue de son utilisation en tant que matrice de confinement de certains dechets nucleaires. La synthese de solutions solides de phosphate-diphosphate de thorium et de neptunium, de formule th 4 - xnp x(po 4) 4p 2o 7, a ete realisee afin de completer les resultats anterieurs sur la substitution du thorium par l'uranium ou le plutonium dans le pdt. Par ailleurs, une nouvelle voie de synthese concernant l'elaboration de solutions solides contenant de l'uranium (pdtu) a permis de mettre au point une methode de frittage de ce compose. Lors de la dissolution du pdt, nous avons mis en evidence deux etapes, l'une correspondant au controle des concentrations des elements en solution par la cinetique de dissolution du pdt, l'autre correspondant a l'etablissement d'equilibres thermodynamiques avec la formation de phases secondaires. Afin de determiner la loi de dissolution du pdt, des experiences ont ete menees en faisant varier independamment plusieurs parametres. Les ordres partiels par rapport a la concentration en protons ou en ions hydroxyde sont compris entre 0,31 et 0,45 alors que les constantes de dissolution apparentes sont comprises entre 1. 10 5 et 9. 10 5 g/m 2. J pour des milieux acide et basique. Les phases secondaires ont ete caracterisees apres dissolution du pdt et du pdtu. Le pdt lixivie en milieu acide conduit a la formation du phosphate-hydrogenophosphate de thorium cristallise (phpt), de formule th 2(po 4) 2(hpo 4), x h 2o. La dissolution du pdtu aboutit, quant a elle, au phpt et au compose (uo 2) 3(po 4) 2, 5 h 2o dont le produit de solubilite est en bon accord avec celui mentionne dans la litterature. En ce qui concerne les echantillons contenant du plutonium, de l'americium ou du curium seuls les produits de concentrations associes aux phases supposees (th 2 ypu y(po 4) 2(hpo 4), x h 2o ; ampo 4, x h 2o et cmpo 4, x h 2o) ont ete determines.