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Etude du comportement de matériaux argileux sous rayonnement ionisant
Maxime Lainé
NIMBE/LIONS
Mardi 26/09/2017, 14h00-17h00
Amphithéâtre Horowitz, INSTN, CEA Saclay

Résumé :

Le stockage géologique profond est l’alternative choisie par la France afin d’isoler les déchets nucléaires Haute Activité (HA) et Moyenne Activité à Vie Longue (MA-VL) de notre environnement jusqu’à leur décroissance radioactive. Ainsi, c’est une couche argileuse qui va constituer la dernière barrière ouvragée entre les déchets radioactifs et l’extérieur. Il est donc primordial de comprendre comment les rayonnements ionisants affectent de tels matériaux argileux.

Le but de ce travail de thèse a donc été d’étudier et de rationaliser, à l’aide de mécanismes réactionnels, le comportement sous irradiation de différents matériaux argileux. Les systèmes d’intérêt étudiés ont d’abord été le talc synthétique (prototype d’argile non gonflante). Irradié par des électrons accélérés, la production de H2 dans ce système, uniquement due aux hydroxyles de structure, s’est révélée du même ordre de grandeur que celle obtenue dans l’eau liquide.

Ce rendement est divisé par 30 dans le cas du talc naturel de Luzenac, mettant ainsi en évidence l’importance des impuretés comme capteurs des précurseurs du dihydrogène.

Des smectites synthétiques, qui sont des matériaux gonflants, ont également été étudiées. Les résultats mettent en évidence la radiolyse de l’eau confinée dans l’espace interfoliaire, qui conduit à des rendements de production de H2 pouvant être 2 à 3 fois supérieurs à ceux mesurés dans l’eau. Ils sont similaires pour la saponite et la montmorillonite, montrant que la localisation de la charge foliaire ne joue qu’un rôle mineur.

Enfin, l’étude des hydroxydes doubles lamellaires ou argiles anioniques, prouve que, dans ce cas, c’est la nature de l’anion dans l’espace interlamellaire qui pilote la réactivité. En parallèle à ces mesures, des expériences de spectroscopie paramagnétique de l’électron ont permis de proposer des mécanismes réactionnels.

Contact : Sophie LE-CAER

 

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