Réactivité dans le milieu complexe du retraitement nucléaire du combustible usé
Sergey Denisov (Chercheur), Mehran Mostafavi (Prof)
Alumni : Jean-Louis Marignier (Chercheur), Teseer Bahry (PostDoc), Raluca Musa (Doc), Furong Wang (Doc)
Les activités liées à l'énergie nucléaire s'accompagnent toujours de processus allant de l'extraction minière au retraitement du combustible, ainsi qu'au stockage des déchets, impliquant des rayonnements ionisants. Nous avons concentré nos efforts sur l'étude des réactions qui se produisent lors du traitement du combustible nucléaire, dans le but d'améliorer ce processus qui permet l’économie de l’uranium. Le solvant étudié est un mélange d'eau et de TriButhylPhosphate [Wang2018], comme illustré en Figure 1. Après l’étude sur la solvatation de l'électron dans ce mélange [Bahry2021], nous avons étudié la radiolyse des solutions utilisées dans le retraitement du combustible usé, fortement concentrées en acide nitrique. L'acide nitrique (HNO3) joue un rôle central dans la technologie nucléaire, notamment dans les processus de séparation et d'extraction des actinides. Dans cette étude, les trois mécanismes contribuant à la formation de radicaux nitrates (NO3°) dans l'acide nitrique concentré ont été explorés en mesurant le rendement radiolytique de NO3° à des températures ambiantes et élevées [Musat2018,Musat2020a]. Nous avons également effectué des mesures de radiolyse pulsée pour déterminer la constante de vitesse de la réaction entre les radicaux NO3° et l'U(IV) La décroissance du radical NO3° a été surveillée et ses taux de réaction avec le nitrate d'hydrazinium, le nitrate d'ammonium hydroxylé et U(IV) ont été mesurés à température ambiante et à 45°C, dans des conditions similaires à celles du retraitement du combustible usé.
Observation en temps réel de la dynamique de solvatation des électrons dans les solutions binaires d'extraction d'actinides d'eau et de phosphate de n-tributyle.
Collaborations
Pierre Archirel et Pascal Pernot (ThéoSim, ICP), Philippe Moisy (CEA Marcoule), société commerciale : « Orano », Jun Ma (Department of Nuclear Science and Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, Chine), Gregory P. Horne (Idaho National Laboratory, Idaho Falls, USA)