Effets de la température sur les mécanismes d'interaction entre les ions europium (III) et uranyle et le diphosphate de zirconium

par Nicolas Finck

Thèse de doctorat en Physique. Radiochimie

Sous la direction de Eric Simoni.


  • Résumé

    L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence de la température sur les mécanismes d'interaction entre les ions europium (III) et uranyle et le diphosphate de zirconium, ainsi que l'influence d'un milieu complexant (nitrique) sur la sorption du lanthanide. Après synthèse et caractérisation du matériau, les sauts de sorption de ces deux cations sur le substrat ont été réalisés à 25°C, 50°C, 75°C et 90°C. La définition expérimentale de ces équilibres a été réalisée en associant aux données macroscopiques de sorption une étude structurale : les complexes de surface ont été caractérisés à toutes les températures par des expériences de SLRT sur des échantillons secs et in situ en utilisant un four. Cette caractérisation a été complétée par des données obtenues par XPS à 25°C sur des échantillons préparés à 25°C et à 90°C. Les constantes de réaction (hydratation de la surface et sorption des cations) ont été déterminées par simulation des données expérimentales par le code de calcul FITEQL en utilisant le modèle de complexation de surface à capacité constante. La dépendance en température des constantes a permis de caractériser l'aspect thermodynamique des différentes réactions par application de la relation de van't Hoff. La validité de cette loi a été testée en réalisant des mesures microcalorimétriques de chaleurs de sorption des deux cations. Les résultats obtenus par les deux approches ont été comparés et discutés.

  • Titre traduit

    Temperature effects on the interaction mechanisms between the europium (III) and uranyl ions and zirconium diphosphate


  • Résumé

    Temperature should remain higher than 25°C in the near field environment of a nuclear waste repository for thousands years. In this context, the aim of this work is to study the temperature influence on the interaction mechanisms between europium (III) and uranyl ions and zirconium diphosphate, as well as the influence of a complexing medium (nitrate) on the sorption of the lanthanide. The experimental definition of the equilibria was achieved by combining a structural investigation with the macroscopic sorption data. Surface complexes were characterized at all temperatures (25°C to 90°C) by TRLFS experiments carried out on dry and in situ samples using an oven. This characterization was completed by XPS experiments carried out at 25°C on samples prepared at 25°C and 90°C. The reaction constants (surface hydration and cations sorption) were obtained by simulating the experimental data with the constant capacitance surface complexation model. The reaction constants temperature dependency allowed one to characterize thermodynamically the different reactions by application of the van't Hoff relation. The validity of this law was tested by performing microcalorimetric measurements of the sorption heat for both cations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (193 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Centrale de Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2006/FIN
  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)166
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