Développement de filtres à capacité de piégeage d’iode radioactif gazeux modulable et leur conversion en matrice de conditionnement vitreuse
Abstract
Afin de réduire sa production de déchets radioactifs, la France a fait le choix de retraiter ses
combustibles nucléaires usés. Actuellement, 96 % de la composition de ces combustibles sont
recyclés et 4 % sont des déchets dits « ultimes », c’est-à-dire non valorisables. De par leurs
différents niveaux d’activité et leurs périodes radioactives, ces déchets nécessitent des modes
de gestion spécifiques.
L’iode 129 fait partie de ces déchets ultimes et est classé comme déchet de moyenne activité à
vie longue. Ses caractéristiques physico-chimiques en font un composé volatil, mobile dans
l’environnement et avec une demi vie très longue de 15,7 millions d’années. Différentes
solutions de gestion de cet isotope ont été étudiées au cours de l’exploitation de l’énergie
nucléaire pour la production d’électricité. Le cas d’un conditionnement pour un stockage en
couche géologique profonde est ici considéré.
Ceci nécessite de pouvoir incorporer l’iode au sein d’une matrice de conditionnement qui puisse
être stockée de façon sûre au sein d’une couche géologique donnée. Pour cela, il est nécessaire
de piéger en amont l’iode radioactif gazeux généré dans les usines de retraitement des
combustibles nucléaires usés. A cet effet, des filtres solides dédiés au piégeage d’iode gazeux
peuvent être mis en œuvre. Par ailleurs, afin de pouvoir stocker cet iode radioactif en couche
géologique, il est important que ces filtres puissent être directement transformés en matrices de
conditionnement en minimisant au maximum l’iode volatilisé au cours du processus. Ceci
implique généralement des procédés de transformation à basse température.
C’est dans ce contexte que s’inscrivent ces travaux où de nouveaux filtres à base de phosphate
d’argent sont présentés. Ce type de composé présente l’avantage de pouvoir former des verres
à plus basse température (~ 500 °C) [1] que des verres borosilicatés classiquement utilisés pour
le conditionnement de déchets nucléaires (> 1000 °C), d’où leur intérêt pour cette application.
Ces filtres sont obtenus par une synthèse en deux étapes permettant une fonctionnalisation in
situ par de l’argent métallique. De plus, en modifiant les propriétés physiques des réactifs, les
teneurs en argent métallique peuvent être modifiées ce qui permet de moduler la capacité de
capture des filtres (tests réalisés en conditions statiques à 110 °C durant 16 h). Ces filtres, une
fois chargés d’iode, peuvent être directement transformés en matrice de conditionnement
vitreuse phosphatique par traitement thermique à 600 °C sans volatilité d’iode notable.
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