Sorption de lanthanides et actinides en présence de complexants organiques simples. Approche thermodynamique et spectroscopique

par Cyrille Alliot

Thèse de doctorat en Chimie analytique

Sous la direction de Pierre Toulhoat.

Soutenue en 2003

à Evry-Val d'Essonne .

mots clés

• Déchets radioactifs
• Sols -- Absorption et adsorption
• Métaux des terres rares
• Actinides

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le cadre du stockage géologique des déchets nucléaires. L'étude des réactions de sorption de radionucléides sur des phases minérales est fondamentale pour la compréhension de leur migration. Ce travail concerne l'influence des complexants, tels que les acides acétique, oxalique et carbonique, sur la rétention des lanthanides et actinides sur alumine. Deux approches complémentaires ont été menées : thermodynamique (mesure des constantes d'équilibres, identification des stoechiométries des espèces) et spectroscopique (études SLRT et XPS des complexes sorbés). La première approche conduit ainsi à une base de données thermodynamiques complète et cohérente concernant les équilibres de rétention des systèmes cation/ligand/alumine. Nous avons exploité cette base afin d'optimiser les conditions nécessaires à l'observation spectroscopique des espèces adsorbées. Les propriétés spectroscopiques de chacune des espèces adsorbées ont ainsi été acquises en SLRT et en XPS.

Titre traduit

Lanthanides and actinides sorption on to alumina with simple organic ligands. Thermodynamic and spectroscopic approaches.

Résumé

This work comes within studies of nuclear waste disposal. The sorption of radionuclide onto mineral is very important to understand their migration. So this work deals with the influence of ligands like oxalic, acetic and carbonic acids on lanthanides and actinides sorption onto alumina. Two complementary approaches were carried out: thermodynamic (determination of chemical reactions and associated constants). So we obtain a thermodynamic database for the ternary systems metal/ligand/alumina which we use to define the experimental conditions to observe by spectroscopy sorbed species. Then the identification of surface complexes was carried out using two spectroscopies, XPS and TRLIFS.