Soutenance de thèse
lundi 11 décembre 2023 à 09:00
KIT Karlsruhe - Allemagne
Étude fondamentale de la solubilité du Zr(IV) et des processus de surface dans les systèmes alcalins : une étude combinée sur la solubilité, la spectroscopie et la théorie
Christian KIEFER
Subatech (équipe Radiochimie)
Le zirconium est un élément intéressant dans le contexte de la gestion des déchets nucléaires et forme du ZrO2(am, hyd) peu soluble. Le vieillissement ou l'exposition à des températures élevées devrait entraîner une transition du ZrO2(am, hyd) amorphe vers la phase cristalline thermodynamiquement stable ZrO2(cr) et donc une diminution de la solubilité dans les systèmes aqueux. L'objectif principal de cette étude est d'étudier ce processus de transformation de phase attendu. Du ZrO2 amorphe (am, hyd) a été précipité, vieilli à 80°C et étudié par des méthodes de caractérisation de la phase solide (XRD, TEM, TG-DTA,…), des expériences de solubilité par sous-saturation dans des solutions alcalines de 0,5 M NaCl-NaOH, 0,02 et 0,2 M CaCl2-Ca(OH)2, ainsi que des calculs théoriques. Les résultats de la caractérisation de la phase solide indiquent qu'un processus de transformation de ZrO2(s) amorphe en ZrO2(s) cristallin, accompagné d'une augmentation de la taille des particules, d'une diminution de la teneur en eau et d'une diminution de la surface, est induit par le vieillissement à 80°C. Les expériences de solubilité montrent que ce processus conduit également à une diminution de la solubilité, mais une diminution de la solubilité avec le temps de vieillissement et également pour le vieillissement à 22°C a été observée et attribuée à des changements dans les propriétés de surface.