Contribution a l'etude de vitroceramiques et de ceramiques a base de zirconolite (cazrti 2o 7) destinees au confinement de radionucleides a vie longue

• Auteur / Autrice : PASCAL LOISEAU
• Direction : Noël Baffier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Les actinides mineurs (np, am, cm) sont majoritairement responsables de la radiotoxicite potentielle a long terme des dechets nucleaires de haute activite. De nouvelles matrices, particulierement adaptees a leur confinement, sont actuellement recherchees. Dans ce cadre, la zirconolite (cazrti 2o 7) se revele etre une matrice de choix en raison de sa bonne capacite d'accueil des actinides et de son excellente durabilite chimique. L'etude de ceramiques a confirme la tres bonne capacite d'accueil des terres rares tel que le neodyme (simulant des actinides mineurs) dans le site du calcium de la zirconolite. Dans ce cas, la compensation de charge peut etre assuree par l'incorporation d'aluminium dans un des sites du titane de la structure. L'etude de l'environnement local du neodyme par diverses methodes spectroscopiques (rpe, absorption et fluorescence optique) a mis en evidence l'existence d'un desordre autour du site du calcium. Des vitroceramiques a base de zirconolite ont ete obtenues par devitrification controlee d'un verre d'aluminosilicate de calcium contenant des proportions notables d'oxydes zro 2 et tio 2. Les conditions optimales de formation des cristaux de zirconolite au cur du verre ont ete determinees (nucleation, croissance). L'evolution de leur structure et de leur microstructure a ete etudiee en fonction de la temperature de croissance t c et de la duree de traitement thermique. Un phenomene de reorganisation structurale a ainsi ete mis en evidence lorsque t c augmente. En outre, la cristallisation de phases silicatees (titanite catisio 5 et anorthite caal 2si 2o 8) en surface des verres a ete observee. Le pourcentage volumique v de cristaux de zirconolite et la fraction r d'ions simulants incorpores au sein de ceux-ci ont ete estimes. R augmente lorsque diminuent t c, la quantite globale de simulant et le rayon ionique ou la charge du simulant. Des changements de composition du verre parent ont egalement ete realises et ont permis d'accroitre a la fois v et r.