Etude des propriétés du système Am-O en vue de la transmutation de l'Americium 241 en réacteur à neutrons rapides

par Sylvie Casalta

Thèse de doctorat en Physique et modélisation des systèmes complexes

Sous la direction de Claude Prunier.

Soutenue en 1996

à Aix-Marseille 1 .

mots clés

• Combustibles nucléaires irradiés -- Traitement
• Actinides
• Transmutation (chimie)
• Américium
• Cyclotrons
• Réacteurs à neutrons rapides
• Cibles (physique nucléaire)
• Dosimétrie

Résumé

Cette these entre dans le cadre general des problemes relatifs aux recyclages des combustibles irradies et a l'elimination des dechets actinides mineurs (np. Am) a haute activite et vie longue. La transmutation de l'am-241, dans un reacteur a neutrons rapides, selon le concept heterogene devrait reduire considerablement la radioactivite potentielle de ce dechet nucleaire. La manipulation de materiaux tel l'americium, fortement radioactifs, necessitent de prendre des precautions particulieres. Les debits de dose dus aux rayons x ont ete calcules et mesures pendant la fabrication. Le systeme am-o a ete investigue dans le domaine compris entre am#2o#3 et amo#2 par voies respectivement, thermodynamique, ceramographique et diffractometrique x. Les mesures de potentiel d'oxygene sont donnees en fonction de la temperature puis en fonction de la composition. Ces resultats ont contribue a etablir un nouveau diagramme de phases partiel. Une etude sur les consequences de l'auto-irradiation a montre que la decroissance x de l'am-241 occasionne des perturbations du reseau cristallin et, en consequence, des proprietes du materiau. Apres avoir montre qu'il est possible d'elaborer des cibles amo#2-mgo par les procedes classiques de la metallurgie des poudres, le systeme amo#2-mgo a ete etudie dans les trois conditions: oxydante, neutre et reductrice. Dans tous les cas, les oxydes amo#2 et mgo sont immiscibles a l'etat solide et forment un systeme du type eutectique simple. En atmosphere neutre et a haute temperature, amo#2 est reduit vers am#2o#3, ce qui entraine des modifications des proprietes. En atmosphere reductrice, il apparait une nouvelle phase d'aspect metallique

Titre traduit

A study of the system am-o in the frame of the transmutation of americium-241 in fast neutron reactors

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