Etude de la radiolyse de l'eau en milieu poreux

Study of the radiolysis of water in porous media

• Auteur / Autrice : Patricia Rotureau
• Direction : Pierre Toulhoat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dosimétrie chimique

Matériaux poreux

Radiolyse pulsée

Résumé

La compréhension du dégagement de l'hydrogène issu de la radiolyse de l'eau présente dans les pores de matrices cimentaires est importante dans la perspective de l'entreposage des déchets radioactifs. Pour décrire les mécanismes de la radiolyse de l'eau dans ces systèmes hétérogènes poreux, nous avons étudié le comportement sous irradiation g de l'eau contenue dans des matériaux poreux modèles à base de silice, des verres de type Vycor ayant des pores de 8 à 300 nm de diamètre et des silices mésoporeuses de type MCM-41. Les rendements radiolytiques des radicaux hydroxyles, de l'électron hydraté ainsi que du dihydrogène ont été déterminés en fonction de la taille des pores des matériaux. L'amplification de ces rendements radiolytiques par rapport à ceux de l'eau libre a permis de mettre en évidence un transfert de charge de la silice vers l'eau confinée. Les cinétiques de réaction de l'électron hydraté en milieu poreux mesurées par radiolyse pulsée ne sont par contre pas modifiées.

The understanding of the production of H2 in the radiolysis of water confined into pores of concrete is importante for the disposal of radioactive waste. In order to describe the mecanisms of water radiolysis in such heterogeneous porous systems we have studied the behaviour under gamma radiation of water confined in porous silica glasses with pores going from 8 to 300 nm of diameter and mesoporous molecular sieves (MCM-41). The radiolytic yields of hydroxyl radicals, hydrated electron and dihydrogen, have been determined with respect to the pore size of materials. The increase of these radiolytic yields compared to those of free water allowed us to show a charge transfer from silica to confined water. On the other hand the kinetics of hydrated electron reactions measured by pulse radiolysis are not modified.