Maîtrise de la réactivité thermique lors de l'élaboration d'un conditionnement par le bitume

Study of thermal reactivity during bituminisation of radioactive waste.

• Auteur / Autrice : Shirley Mouffe
• Direction : Danièle Clausse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés industriels
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transitions de phases

Réactions chimiques

Calorimétrie

Nickel -- Composés

Ferrocyanure de potassium

Cobalt -- Composés

Nitrate de sodium

Magnésium -- Composés

Bitume

Déchets radioactifs

Mots clés libres

Nitrate de magnésium

Sulfure de cobalt

Ferrocyanure de nickel

Microcalorimétrie

Résumé

Notre objectif est d'étudier les réactions chimiques et transitions de phases qui peuvent se produire lorsque du nitrate de magnésium, du nitrate de sodium, un précipité de soufre cobalt et du ferrocyanure de nickel potassium sont chauffés ensemble lors du conditionnement de déchets nucléaires par le bitume. La méthodologie appliquée associe plusieurs techniques: la température, l'enthalpie et la cinétique de réaction sont déterminées par calorimétrie, les produits de réaction sont caractérisés par des analyses chimiques, spectrométrie de masse et DRX. Trois domaines de température et d'énergie sont mis en évidence en fonction de la composition (composés seuls ou en mélange). L'étude des réactions de NaNO3 avec le précipité de soufre cobalt permet de montrer l'effet de l'eau sur la température de réaction. Celle entre Mg(NO3)2, 6 H20 avec CoS indique que différents phénomènes thermiques se superposent et que la cinétique de réaction est lente (plusieurs heures).

This work deals with the study of chemical reactions and phases transitions which can occur between magnesium nitrate, sodium nitrate, cobalt sulphur product, and nickel potassium ferrocyanide, when they are heated together during bituminisation process of nuclear waste. The applied methodology associates a few techniques: temperature, enthalpy, and kinetics of reaction are determined by calorimetry, reaction products are characterised by chemical analyses, mass spectrometry and XRD analysis. Three fields of temperature and energy are observed in function of composition (one compound or a mixture of compounds). The study of reactions between NaNO3 and cobalt sulphur product shows that the presence of water has got an effect on reaction temperature. The study of Mg(NO3)2, 6 H20 and CoS shows an overlapping of different signals, and that the reaction rate is very slow (a few hours).