Comportement des actinides dans les liquides ioniques à température ambiante

par Emilie Bossé

Thèse de doctorat en Chimie. Radiochimie

Sous la direction de Philippe Moisy.


  • Résumé

    Les liquides ioniques à température ambiante sont des solvants potentiellement intéressants pour le traitement du combustible nucléaire. Mais la jeunesse et la multitude de ces nouveaux solvants font que les connaissances du comportement des actinides dans les liquides ioniques sont parcellaires. Dans un premier temps, les liquides ioniques [BuMelm] [Tf₂N] et [MeBu₃N] [Tf₂N] ont été étudiés sous une irradiation ⍺ et Ƴ sous atmosphère (argon et air) et concentrations d’eau différentes. Les analyses ESI-MS, RMN et chromatographie liquide couplée ESI-MS montrent alors une multitude de produits de dégradation mais en très faible quantité. Cette bonne stabilité radiolytique en fait un avantage majeur vis-à-vis des actinides. Dans un second temps, l’interaction entre un complexe anionique d’uranium (UCI₆ ² ֿ ) et le cation du liquide ionique ainsi que l’étude de la stabilité vis-à-vis de l’hydrolyse des An⁴໋(An= uranium, neptunium, plutonium) ont été réalisées dans différents liquides ioniques ([MeBu₃N] [Tf₂N], [BuMe₂Im] [Tf₂N] et [BuMelm][Tf₂N]). Les résultats expérimentaux ont montré que l’intensité de ces interactions entre l’anion UCI₆² ֿ et le cation du liquide ionique dépend de ce dernier et suit l'ordre : MeBu₃ N໋~ BuMe₂Im໋〈〈BuMeIm໋. Par ailleurs, les résultats obtenus par spectroscopie d’absorption UV/Vis ont montré que la réaction d’hydrolyse dans les liquides ioniques est lente, secondaire par rapport à l’oxydation ou la dismutation et que la quantité d’eau présente dans le liquide ionique doit être relativement importante par rapport à la concentration d’actinide. Les résultats issus du couplage de différentes techniques analytiques (RMN, spectrométrie de masse, UV-visible, infra rouge, elctrochimie. . . ) ont donc permis une première approche dans la compréhension des actinides dans les liquides ioniques à température ambiante.

  • Titre traduit

    Behaviour of actinides in room temperature ionic liquids


  • Résumé

    The room temperature ionic liquids are potentially interesting for the treatment of nuclear fuel. But the knowledge of the behaviour of actinides in the ionic liquids is fragmented because these solvents are new, young and many. In a first time, the ionic liquids [BuMelm] [Tf₂N] and [MeBu₃N] [Tf₂N] have been studied in ⍺ and Ƴ irradiation with different atmosphere (argon and air) and concentrations of water. ESI-MS, NMR and liquid chromatography coupled ESI-MS analysis demonstrate a multitude of degradation products but in a very small quantitie. This good radiolytic stability makes it a major advantage for the studies of actinides. In a second time, the interaction between an anionic complex of uranium (UCI₆² ֿ) and the cation of the ionic liquid and too the study of the hydrolysis of An⁴໋(An= uranium, neptunium, plutonium) were conducted in different ionic liquids ([MeBu₃N] [Tf₂N], [BuMe₂Im] [Tf₂N] and [BuMelm][Tf₂N]). The experimental results showed that the intensity of these interactions between UCI₆² anion and the ionic liquid cation depends on the latter and follows the order : MeBu₃ N໋~ BuMe₂Im໋〈〈BuMeIm໋. In addition, the results obtained by UV/Vis spectroscopy showed that the reaction of hydrolysis in the ionic liquids is slow, secondary compared to the oxidation or the disproportionation and that the amount of water in ionic liquid must be relatively large compared to the concentration of actinide. The results from the coupling of different analytical techniques (NMR, mass spectrometry, UV-Visible, Infra-red, electrochemistry. . . . ) have allowed a first approach in the understanding of the actinides in the room temperature ionic liquids.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (194 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)159
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