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Université Paris Sud - Paris XI (14/12/2005), Dacheux N. (Dir.)
Etude des effets d'irradiation sur le Phosphate Diphosphate de thorium (beta-PDT) ; conséquences sur la durabilité chimique.
Claire Tamain1
(14/12/2005)

Le Phosphate Diphosphate de Thorium (β-PDT) est considéré comme une matrice
céramique potentielle en vue de l'immobilisation des actinides en formation géologique
profonde. Il s'est avéré donc impératif d'étudier les effets de l'irradiation sur la structure de
cette céramique et les conséquences sur sa durabilité chimique.
Des échantillons de β-PDT et des solutions solides associées de β-PDTU ont été irradiés
puis altérés en solution aqueuse. Selon la valeur du TEL électronique, le β-PDT peut
s'amorphiser totalement ou partiellement. Par ailleurs, la capacité de recristallisation du
matériau amorphe par recuit thermique a été démontrée. Les tests de lixiviation menés sur ces
échantillons irradiés ont montré une influence significative de la fraction amorphe sur la
vitesse de dissolution normalisée qui augmente d'environ un facteur 10 entre le matériau non
irradié et le matériau amorphe. Corrélativement, la fraction amorphe modifie le temps requis
pour atteindre les conditions de saturation associées aux équilibres thermodynamiques. En
revanche, elle ne présente aucune influence ni sur d'autres paramètres cinétiques, tels que
l'énergie d'activation du processus de dissolution ou l'ordre partiel par rapport aux protons, ni
la nature de la phase néoformée identifiée comme le Phosphate HydrogénoPhosphate de
Thorium Hydraté (PHPTH).
Des échantillons de β-PDTU ont aussi été irradiés sous rayonnements γ et α pendant les
tests de lixiviation afin d'étudier les effets de la radiolyse du milieu lixiviant sur la vitesse de
dissolution du matériau. Il est apparu que les espèces radiolytiques intervenant dans le
mécanisme de dissolution étaient peu stables, disparaissant rapidement dès la fin de
l'irradiation. Leur caractère fortement oxydant vis-à-vis de l'uranium tétravalent permet d'expliquer la différence de comportement entre les cations métalliques (U et Th)
1 :  IPNO - Institut de Physique Nucléaire d'Orsay
Physique/Physique Nucléaire Théorique
irradiation – Phosphate Diphosphate de thorium
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