Recherche Avancée

Thèse soutenue

Optimisation des caractéristiques des résidus vitreux obtenus à l'issue du traitement de déchets radioactifs par torche à plasma

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Auteur / Autrice : Dominique Richaud
Direction : Jean Bletry
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et Génie des matériaux
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Nous avons etudie le traitement de dechets radioactifs simules de moyenne activite pulverulents, par le procede de vitrification par torche a plasma cea1. Cette installation permet d'atteindre de hautes temperatures de travail, autorisant la realisation de verres refractaires. Les dechets sont reconstitues a partir de zeolithes, de diatomees, de resines echangeuses d'ions et de graphite. Les radioelements simules sont le cesium et le cobalt. L'objectif est de definir une composition qui satisfasse aux contraintes du procede, a une bonne incorporation des radioelements et qui possede une forte resistance a l'alteration. Les verres elabores sont des silico alumineux a cinq oxydes majeurs : sio 2, al 2o 3, cao, fe 2o 3, na 2o ou k 2o. La viscosite de ce type de verre est importante. Le controle de ce parametre est indispensable pour une bonne maitrise du procede et pour garantir la qualite des matrices elaborees. La caracterisation des verres realises avec l'installation cea1 montre que le bain de verre reagit avec le fond de four en graphite. Cela entraine la formation de composes metalliques par reductions d'oxydes presents dans le dechet, mais aussi l'apparition de bulles. Le cesium s'integre environ a 70% dans la matrice vitreuse et le cobalt se repartit entre les phases metalliques et le verre. La resistance a l'alteration a ete etudiee et les compositions testees presentent toutes de faibles vitesses de relachement. A partir de ces resultats, nous avons defini une composition qui satisfait aux criteres fixes au debut de l'etude. Le verre de reference a une teneur en silice de 60%, en alumine de 12% et environ 20% en cao.