Analyse du carbone 14, de l’iode 129 et du chlore 36 dans le combustible nucléaire irradié

Analysis of 14 carbon, 129 iodine and 36 chlorine in spent nuclear fuel

• Auteur / Autrice : Marlène Peyrillous
• Direction : Jérôme Randon, Marielle Crozet, Eric Esbelin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 20/11/2015
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences Analytiques. Lsa
• Jury : Président / Présidente : Claire Demesmay-Guilhin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Randon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Delaunay-Bertoncini, Alain Dodi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromatographie par échange d'ions

Iode

Chlore

Carbone

Mots clés libres

Carbone 14

Chlore 36

Iode 129

Oxyde irradié

Chromatographie ionique

Scintillation solide

14 carbon

36 chlorine

129 iodine

Irradiated oxide

Ion chromatography

Solid scintillation

Résumé

Le déploiement des futurs réacteurs à neutrons rapides, dits de Génération IV, est porteur d'améliorations prometteuses sur le plan de l'utilisation des matières premières et de la gestion des déchets. Elles s'accompagneront d'une transformation majeure du cycle et du développement de nouveaux procédés de recyclage, plus simples et plus efficaces. Une des conséquences de cette évolution est l’augmentation de la quantité de radionucléides à vie longue (RNVL) le carbone 14, l’iode 129 et le chlore 36 dans le combustible irradié, rejets du cycle nucléaire. La maîtrise et la réduction de ces rejets passe d’abord par une meilleure connaissance de la quantité de ces radionucléides dans le combustible, formés pendant son irradiation en réacteur. Ce travail de thèse s’inscrit dans l’objectif d’améliorer la mesure des radionucléides carbone 14, iode 129 et chlore 36 dans l’oxyde irradié, non seulement sur les performances analytiques mais aussi sur la minimisation des volumes de rejets liquides et solides engendrés. Une étude bibliographique a été menée afin d’établir le bilan des méthodes existantes pour la mesure de ces RNVL dans l’oxyde irradié. Les conclusions de cette étude ont orienté ce travail selon trois axes principaux : l’utilisation de l’ozone pour oxyder et désorber le carbone 14 de l’oxyde irradié après sa mise en solution ; la proposition d’une méthode d’extraction sélective du chlore 36 contenu dans l’oxyde irradié ; le développement d’une nouvelle méthode d’analyse alliant une séparation par chromatographie ionique couplée à une détection des émetteurs R par scintillation solide pour les trois RNVL

The deployment of future fast neutron reactors, called Generation IV, carries promising improvements in the use of raw materials and waste management. They will lead to a major transformation of the cycle and the development of new recycling processes which will be simplified and more effective. One consequence of this development is the increase of the amount of long-lived radionuclides in spent fuel nuclear waste: 14 carbon, 129 iodine and 36 chlorine. The control and reduction of these radionuclides begins with a better understanding of the amount of these radionuclides in the spent fuel, generated during irradiation in a reactor. The objective of this work consist in improving the measurement of 14 carbon , 129 iodine and 36 chlorine radionuclides in the irradiated oxide, all in reducing the liquid and solid waste generated. A bibliography study was conducted to evaluate the existing methods for measuring these radionuclides in irradiated oxide. The conclusions of this study have oriented the work in three main ways: the use of ozone to oxidize and desorb 14 carbon of the irradiated oxide after solution treatment; the proposal of a selective extraction method for 36 chlorine contained in the irradiated oxide; the development of a new analytical method combining a separation by ion chromatography coupled with detection of R solid scintillation for the three radionuclides