Gels à révélateurs chimiques pour la détection de la contamination radioactive de surfaces solides

Chemical gels for the detection of radioactive contamination on solid surfaces

• Auteur / Autrice : Fadi Azar
• Direction : Sylvain Faure
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et physicochimie des matériaux
• Date : Soutenance le 29/10/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie Séparative de Marcoule
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Faure, Ludovic Pauchard, Chantal Houée Levin, Jean-François Dufrêche, Laurent Venault, Marc Messalier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ludovic Pauchard, Chantal Houée Levin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gomme de xanthane

Irradiation

Pollution radioactive

Mots clés libres

Détection

Film de gel

Irradiation gamma

Contamination alpha

Séchage

Fracturation

Detection

Film gels

Gamma irradiation

Alpha contamination

Drying

Cracking

Résumé

Ce travail porte sur la formulation de nouveaux gels permettant de détecter visuellement par changement de couleur une contamination radioactive surfacique α ou γ. Un film mince de gel (< 1mm) est pulvérisé sur la paroi et est facilement récupéré après séchage. Des gels de gomme de xanthane transparents, viscoélastique et contenant des colorants radiosensibles ont été formulés. Des irradiations γ de colorants organiques et de complexe coloré Fer (II)- Xylénol orange dans des gels de silice et de xanthane ont été effectuées. Les mécanismes et les vitesses d'oxydation par radiolyse ont été précisés en fonction de la dose absorbée. Notamment, le xylénol orange et l'erioglaucine sont les deux colorants les plus radiosensibles. Le gel Fer (II)- Xylénol orange- Xanthane, noté FXX, a permis de révéler une tache contamination de 137Césium (émetteur γ d'activité0 = 20 KBq) au bout de 48 heures par oxydation du complexe coloré xylénol orange- Fe (II). Par ailleurs, ce même gel a permis de détecter une contamination surfacique de 239plutonium (émetteur α d'activité0 = 3720 Bq) au bout d'une journée.Pour la récupération après séchage, l'ajout de la silice dans le gel de xanthane a permis de mettre en évidence un résidu final qui délamine à faible concentration en silice ou qui fracture à une concentration élevée en silice. Enfin, l'ajout d'acide (> 2 M) a conduit à un séchage partiel du gel afin d'obtenir un film humide récupérable.

This work deals with the formulation of new gels to detect visually radioactive surface contamination α or γ by color changing. A thin gel film (<1mm) is sprayed onto the wall and is easily recovered after drying, Transparent, viscoelastic polymer xanthan gels and with radiosensitive dyes were selected.γ irradiation of organic dyes and colored complex Fe (II)- xylenol orange in silica and Xanthan gel were performed. Mechanisms and kinetics of oxidation by radiolysis were identified as a function of absorbed dose. The gel iron (II)-xylenol orange- Xanthane, noted FXX, revealed a spot of contamination by 137cesium (γ emitter of Activity0 = 20 KBq) after 48 hours by oxidation of the complex xylenol orange- ion (II). Moreover, the same gel detected a surface contamination by 239plutonium (transmitter Activity0 = 3720 Bq) after one day.For recovering after drying, the addition of silica to xanthan gel helped highlight a final dry residue delaminates at low concentration of silica or fracture at high silica concentration. However, the addition of acid (> 2 M) led to a partial drying of the gel giving a wet film recoverable.