Potentialites du nitrate d'hydroxylamine pour le piegeage de l'iode et des oxydes d'azote dans les effluents gazeux de dissolution du combustible nucleaire irradie

Potentiality of hydroxylamine nitrate as a scrubbing reagent to trap iodine and nitrogen oxides in nuclear spent fuel dissolution off-gas

• Auteur / Autrice : Céline Cau Dit Coumes
• Direction : Marie-Claire Hennion
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

La nouvelle gestion des effluents de faible et moyenne activite mise en place actuellement dans les usines cogema de la hague prevoit de remplacer le bitumage par la vitrification. Cette modification du procede impose de diminuer considerablement la charge saline des effluents et, en particulier, la teneur en sodium pour accroitre la resistance du verre a la lixiviation. Des etudes ont ete engagees pour trouver un substitut a la soude qui sert actuellement a pieger l'iode et les oxydes d'azote par lavage a contre-courant des gaz de dissolution du combustible irradie. Ce travail de these evalue les potentialites du nitrate d'hydroxylamine. Apres une presentation de la chimie des derives iodes et azotes inorganiques, les reactions en solution susceptibles de se produire dans la colonne de lavage ont ete recensees. Une etude experimentale des reactions de l'hydroxylamine avec l'iode moleculaire, l'iodure de methyle, l'acide nitreux, les oxydes d'azote no, no#2, n#2o#3 et n#2o#4 a permis de preciser, dans chaque cas, les produits, la stoechiometrie, la cinetique et les mecanismes reactionnels. Les resultats obtenus font apparaitre que seule une solution acide d'hydroxylamine permet de reduire l'iode en iodure tout en detruisant la totalite de l'acide nitreux forme par hydrolyse des oxydes d'azote. Deux modeles du systeme reactionnel iode/iodure/acide nitreux/hydroxylamine sont proposes en milieu acide. Le premier, etabli a partir des lois cinetiques des reactions mises en jeu, n'a qu'un domaine de validite restreint. Le deuxieme, obtenu en appliquant la methodologie de la recherche experimentale, est valable sur un domaine experimental plus large et a ete utilise pour determiner les conditions favorables a une reduction simultanee et rapide de l'iode et de l'acide nitreux par l'hydroxylamine.