La radiolyse de l'eau produit des espèces moléculaires et radicalaires caractérisées par leur rendement radiolytique[1]. L’objet de cette étude est l’utilisation de la radiolyse alpha et gamma pour initier les mécanismes d’oxydoréduction du Tc, ainsi que de ses analogues Mn et Re, en milieu carbonate[2, 3]. Ainsi, cette étude privilégie l’utilisation d’une part du cyclotron ARRONAX fournissant un faisceau d`α à haute énergie (Eα=67MeV, TEL = 22,7 keV.μm- 1)[4] et d’autre part l’utilisation d’une irradiateur γ sur le même site afin de couvrir une large gamme de TEL pour ces expériences d’oxydo/réduction sous faisceau. Dans la première étape de cette étude, les expériences d’électrochimie ont été effectuées pour réduire le Mn (VII) avec différentes concentrations en carbonate et Mn, sous atmosphère contrôlée, afin d'obtenir les meilleures conditions expérimentales. La seconde expérience étudie la réduction du Mn (VII) par radiolyse alpha et gamma. Les spectres UV-Vis dans les deux cas présentent les mêmes bandes que celles observées lors de l’expérience de réduction électrochimique : les espèces en solutions sont donc identiques. La réduction du Mn (VII) en fonction de la dose montre que le taux de réduction lors de la radiolyse gamma est 6 fois plus rapide que lors de la radiolyse alpha bien que le débit de dose en alpha soit 1000 fois plus que gamma (Gγ(- Mn(VII)) = 1,54 × 10-7mol.L-1.Gy-1, Gα(-Mn(VII)) = 2,76 × 10-8 mol.L-1.Gy-1, le débit de dose gamma = 2,75 ± 0,40 Gy.min-1, le débit de dose alpha = 3700 Gy.min-1 ), ce qui signifie que le réduction de Mn(VII) est plus radicalaire. De plus, le rendement en H2 mesuré est supérieur dans le cas de la radiolyse alpha (Gγ(H2) = 2,61 × 10-8 mol.L-1.Gy-1 et Gα(H2) = 5,4 × 10-8 mol.L-1.Gy-1. Le rendement radiolytique en H2 en milieu carbonate seul est supérieur à celles déterminées sur les systèmes contenant le Mn. Certains espèces radicalaires, telles que les radicaux hydrogènes, participent donc à la réduction de Mn (VII) ou aux réactions intermédiaires (Gγ(H2) = 2,89 × 10-8 mol.L-1.Gy-1 et Gα(H2) = 5,73 × 10-8 mol.L-1.Gy-1). En complément de cette expérience, l’espèce Mn (II) a été oxydée par l'irradiation alpha et gamma avec une observation de changement de couleur (jaune/marron) et précipitation de colloïdes. Ces colloïdes de type MnxCOy seront caractérisés par RPE, DRX et EXAFS afin de déterminer si ils sont identiques à ceux obtenus lors de la réduction radiolytique du Mn (VII).
1. Spotheim-Maurizot, M., et al., Radiation Chemistry : From Basics to Applications in Material and Life
Sciences. book. 2008, Les Ulis, France: EDP Sciences.
2. Murmann, S.S.J.a.R.K., Oxygen Exchange on ReO4- and TcO4- by 17O-NMR. Inorg. Chem., 1999. 38: p.
3919-3921.
3. Ben Said, K., et al.,  radiation effects on potassium pertechnetate in carbonate media. Applied Radiation
and Isotopes, 2001. 54(1): p. 45-51.
4. Crumiere, F., Etude de l`effet de TEL lors de la radiolyse de l`eau: rendements radiolytiques de
l`hydrogène moléculaire, in SUBATECH. 2012, Ecole des Mines de Nantes.