Traçage isotopique (29Si et 18O) des mécanismes de l'altération du verre de confinement des déchets nucléaires: SON 68

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineNon disponible / Not availableCette étude se propose de compléter la compréhension des mécanismes de corrosion en phase aqueuse des verres de confinement des déchets radioactifs par traçage isotopique de la solution altérante. Des verres "type SON68", chacun dopé avec une terre rare différente (La, Ce ou Nd), ont été altérés simultanément par une solution enrichie en 29Si et 180 sur une période de 20 mois. Un tel traçage isotopique permet (i) de suivre les échanges réels entre verre et solution altérante et (ii) de comprendre les réactions mettant en jeu l'oxygène et le silicium au cours de l'altération. Pour ce faire, les solutions ont été analysées par ICP-MS et -AES et des profils en profondeur ont été réalisés sur les verres altérés par microsonde ionique. L'analyse élémentaire des pellicules d'altération a permis d'établir la distribution des éléments dans les deux couches constitutives du verre altéré: phyllosilicates et gel et, démontrent que celles-ci retiennent différemment les éléments. L'analyse isotopique des pellicules d'altération, couplée à celle des lixiviats, permet de distinguer par leurs signatures isotopiques différentes, les phyllosilicates et le gel, et, de mettre en évidence deux mécanismes de formation distincts. Les phyllosilicates croissent à la surface des verres par précipitation. Le gel, quant à lui, se formerait par une succession de réactions d'hydrolyse/condensation se produisant préférentiellement à l'interface réactionnelle. Il serait produit par réarrangement in-situ d'espèces hydratées sans équilibre avec la solution entière. De plus, le développement d'un protocole expérimental a permis de suivre le transfert de silicium de la solution dans des gels d'altération sous gradient isotopique. La modélisation des profils de diffusion, obtenus à la sonde ionique, a permis d'accéder aux coefficients de diffusion apparents du silicium (Dsi) dans les gels. Nos expériences ont ainsi permis de quantifier l'influence du mode d'altération (dynamique ou statique) et celle de la composition de la solution altérante sur les Dsi