Présentation

Article

1 - GÉNÉRALITÉS SUR LES ACTINIDES

2 - RAPPELS THÉORIQUES

3 - CHIMIE DES ACTINIDES ET CYCLE DU COMBUSTIBLE NUCLÉAIRE

  • 3.1 - Recyclage des actinides mineurs et retraitement
  • 3.2 - Comportement des actinides dans les eaux souterraines

4 - SORPTION

5 - DONNÉES THERMODYNAMIQUES EN MILIEUX HYDROXYDE ET CARBONATE

  • 5.1 - Oxydoréduction et ions hydratés non complexés
  • 5.2 - Degré d’oxydation sept
  • 5.3 - Degré d’oxydation six
  • 5.4 - Degré d’oxydation cinq
  • 5.5 - Degré d’oxydation quatre
  • 5.6 - Degré d’oxydation trois
  • 5.7 - Transactinides

| Réf : BN3520 v1

Rappels théoriques
Chimie des actinides

Auteur(s) : Pierre VITORGE

Date de publication : 10 juil. 1999

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

  • Pierre VITORGE : Ingénieur au Commissariat à l’énergie atomique (CEA) à Saclay

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

Cet article présente les bases fondamentales de la chimie des actinides, décrit ensuite qualitativement les principales parties du cycle du combustible et se termine avec des données quantitatives.

Les rappels théoriques donnent des notions qualitatives pour expliquer la réactivité chimique des actinides et comprendre ainsi les valeurs des grandeurs thermodynamiques qui permettent des prévisions quantitatives à l’équilibre. La banque de données thermodynamiques (Thermodynamic Data Base, TDB) de l’Agence pour l’Énergie Nucléaire (AEN-OCDE) et en France le CEA (Commissariat à l’Énergie Atomique) en ont récemment évalué certaines en utilisant et développant des méthodologies dont nous présentons ici certains aspects.

Nous décrirons quelques problèmes d’actualité où la chimie des actinides joue un rôle central : évaluation des possibilités d’améliorer le recyclage (retraitement) des actinides à vie longue, de prévoir leur comportement dans l’environnement pour comparer l’impact des différentes options de gestion des déchets.

Les diagrammes de Pourbaix résument la chimie en solution, nous y avons ajouté des indications sur la solubilité, l’influence de la force ionique et de la complexation en milieux bicarbonate /carbonate ( ). La discussion du choix des constantes d’équilibre est l’occasion d’attirer l’attention sur les points délicats et de souligner les zones d’ombre, les incertitudes et les données à confirmer.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bn3520


Cet article fait partie de l’offre

Génie nucléaire

(164 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

2. Rappels théoriques

Des notions fondamentales qualitatives exactes de chimie théorique permettent de comprendre la réactivité des actinides : leurs degrés d’oxydation stables, la formation de complexes, les analogies et différences. Les logiciels de chimie quantique commerciaux s’appliquent difficilement aux atomes lourds. On indiquera dans ce paragraphe les principes de base de ces programmes afin de guider le choix de ceux qui voudraient tenter de s’en servir pour les actinides. Les recherches sur le stockage éventuel de déchets radio-actifs s’appuient notamment sur les potentiels d’oxydoréduction et les constantes de formation de complexes et de composés solides. Elles ont suscité un regain d’études de chimie des solutions. On reprécisera quelques notions développées à cette occasion au sein de la TDB (Thermodynamic Data Base) afin de faciliter son utilisation.

2.1 Réactivité chimique

La réactivité chimique est une conséquence du comportement des électrons de valence. Les actinides donnent des cations électropositifs durs. Ils réagissent préférentiellement avec F – et les donneurs oxygénés y compris l’eau d’hydratation des ions en solution. Les spectres d’absorption de la lumière visible et du proche infrarouge, pour les ions actinide ayant des électrons f, sont constitués de bandes relativement fines dont la longueur d’onde est généralement peu sensible à la complexation. Ainsi leurs orbitales de valence sont relativement peu sensibles à l’environnement chimique, c’est essentiellement ce que recouvrent la notion de liaison ionique et celle de dureté. On explique généralement ces propriétés en remarquant que les orbitales de valence f sont relativement profondes, les 4f des lanthanides l’étant plus que les 5f des actinides.

Les deux premiers éléments de la série se comportent en continuité de leurs précédents sur la même ligne (figures 1, 3 et 4) : stabilité en solution aqueuse de Ac3+ et Th4+ dont aucune orbitale 5f n’est occupée : en ce sens, ils ne manifestent pas plus leur appartenance à une série d’éléments de transition que les premiers éléments...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Génie nucléaire

(164 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Rappels théoriques
Sommaire
Sommaire

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Génie nucléaire

(164 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS