Fermer les nanopores dans la silice pour encapsuler des radionucléides

Publié par Redbran le 27/10/2021 à 13:00
Source: CEA

(c)CEA/ICSM
Des chercheurs de l'Institut de chimie séparative de Marcoule, de l'Iramis/CIMAP et leurs partenaires proposent une nouvelle stratégie de traitement des effluents radioactifs basée sur l'utilisation d'un support poreux fonctionnalisé. Celui-ci permettrait à la fois la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque...) des radionucléides et leur encapsulation (L'encapsulation en général est la notion de mettre une chose dans une autre. En imageant, on peut...) après effondrement des pores sous irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou...).

Comment simplifier les procédés de traitement d'effluents contaminés qui comptent de nombreuses étapes de concentration et de conditionnement ?

Des travaux de recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité...) sur l'irradiation de la silice (La silice est constituée de dioxyde de silicium, un composé chimique qui entre dans la...) mésoporeuse pourraient bien inspirer une nouvelle stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie...) en la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...). Ce matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) a une composition chimique analogue à celle des matrices de stockage des déchets nucléaires de haute activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) (verre) et sa très grande surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) spécifique permet d'"absorber" les radionucléides. Mais pourrait-il les piéger ?

Pour le savoir, les chercheurs de l'ICSM et du CIMAP (Iramis) ont irradié des pastilles de silice - fabriquées par compression de grains de silice mésoporeuse - par des électrons de 30 keV, représentatifs de la radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur...) bêta. Ils observent l'effondrement de la porosité de la silice, caractérisée par la densification des grains et la fermeture (Le terme fermeture renvoie à :) des pores à l'échelle nanométrique.

Les résultats publiés sur les pastilles ont été confirmés plus récemment par une observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) in-situ sur des couches fines de silice mésoporeuse.

En 2022, une expérience mettant en oeuvre du plutonium 238 (Le plutonium 238, noté 238Pu, est l'isotope du plutonium dont le nombre de masse est égal...) doit être réalisée à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) européen de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) (Joint Research Centre) sur les éléments transuraniens (Allemagne) pour vérifier la validité du concept pour une irradiation alpha interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) (par désintégration du plutonium (Le plutonium est un métal lourd de symbole chimique Pu et de numéro atomique 94,...) 238). La fermeture des nanopores devrait être plus rapide et plus complète que par irradiation externe par des électrons.

Ce procédé compact pourrait être adapté à tous types d'effluents liquides, aqueux ou organiques, contenant des radionucléides émetteurs alpha, bêta, gamma. Il pourrait être particulièrement intéressant pour le traitement en colonne des effluents produits dans les installations nucléaires ou sur des sites de démantèlement.

Ces travaux ont été réalisés dans le cadre de l'ANR AUTOMACT (Séparation sur solide et auto-conditionnement d'actinides provenant d'effluents contaminés) et d'une thèse (Une thèse (du nom grec thesis, se traduisant par « action de poser ») est...) associée.

Références:
Behavior of mesoporous silica under 2 MeV electron beam irradiation, Microporous and Mesoporous Materials
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