Optimisation des méthodes de décontamination chimique des métaux radioactifs

Optimization of chemical decontamination methods for radioactive metals

• Auteur / Autrice : Aditya Rivonkar
• Direction : Abdesselam Abdelouas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Analytique et Radiochimie
• Date : Soutenance le 14/12/2023
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique Subatomique et des Technologies Associées (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Sylvain Faure
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdesselam Abdelouas, Delphine Neff, Anthony Peter Banford, Aurélien Debelle, Stéphane Gin, Tomo Suzuki
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Delphine Neff, Anthony Peter Banford

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commande de processus chimiques

Oxydoréduction

Déchets métalliques

Décontamination radioactive

Mots clés libres

Décontamination

Déchets radioactifs métalliques

Couche d’oxyde

Cord

Optimisation

Générateur de vapeur

Decontamination

Metallic radioactive waste

Oxide-Layer

Cord

Optimization

Steam generator

Résumé

L’énergie nucléaire permet de lutter contre le changement climatique grâce à ses faibles émissions de carbone, mais les déchets nucléaires continuent de susciter des inquiétudes. Les déchets à faible activité comme l’acier inoxydable 316 et les alliages de nickel posent des problèmes. Cette étude affine la décontamination par oxydoréduction chimique (CORD). Des échantillons de substitution sont testés avec différentes concentrations de CORD pour évaluer la dissolution des oxydes et optimiser le processus. L’efficacité, les paramètres du processus et l’impact sur l’environnement sont systématiquement évalués, en donnant la priorité à la réduction du volume et du temps de cycle pour des pratiques nucléaires rentables et respectueuses de l’environnement. L’efficacité de la méthode est évidente dans les applications réussies à l’acier inoxydable 304 et à l’alliage radioactif Ni 600, même à des volumes réduits. Il est essentiel de mettre l’accent sur des cycles plus courts et une fréquence plus élevée, en particulier pour les alliages de nickel. Cette thèse ouvre la voie à une optimisation systématique pour des pratiques nucléaires plus sûres et plus écologiques, en améliorant l’efficacité et les bénéfices potentiels.

Nuclear power addresses climate change with low carbon emissions, but concerns remain over nuclear waste. Lower activity waste like stainless steel 316 and Ni-alloys poses challenges. This study refines Chemical Oxidation Reduction Decontamination (CORD). Surrogate samples are tested with varying CORD concentrations to gauge oxide dissolution, optimizing the process. Efficiency, process parameters, and environmental impact are systematically evaluated, prioritizing volume and cycle time reduction for cost-effective, eco-friendlynuclear practices. The method’s efficacy is evident in successful applications to stainless steel 304 and radioactive Ni Alloy 600, even at reduced volumes. Emphasizing shorter cycles and higher frequency is crucial, especially for Ni-alloys. The thesis pioneers systematic optimization for safer, greener nuclear practices, advancing efficiency and potential benefits.