[en] Nuclear power plants generate a high-level waste in terms of radioactivity, called spent nuclear fuel (SNF). This type of waste needs to be isolated in underground repositories. The most accepted option is deep geological repository (DGR), which consists of a multi-barrier system for storing SNF. One element that comes into play here is groundwater, which can pass through these barriers before being in contact with SNF in the long-term and, consequently, dissolve the radionuclides present in it, with their alteration processes. This project aims to determine the dissolution rates and evaluate the release of Rh(s) and Ru(s) (which are two components existing in SNF and are englobed in the group of ε-particles) when being in contact with groundwater under alkaline conditions. Their respective oxides, such as Rh2O3(s) and RuO2(s), are considered too. The methodology consists of developing two types of systems (continuous and batch mode), analysing the samples with ICP-MS. In addition, other analytical techniques were used to characterise the solids, such as BET analysis, SEM and XPS. In general, higher releases at hyperalkaline pH (13.5 and 13) than at lower pH (around 8) in both continuous and discontinuous experiments were obtained. Whereas for Ru this behaviour could be explained considering the formation of ruthenate ion (RuO42-) at high pH, for Rh, as same speciation species are present at both pH, the hydroxyl ions are expected to promote its kinetics of dissolution. Finally, dissolution rates in the continuous system were determined and compared with the release rates obtained in the discontinuous system through the SERNIM model, confirming that Ru and the oxides dissolve faster than Rh and pure metals, respectively.

[es] Las centrales nucleares generan un residuo de alto nivel en términos de radioactividad, denominado combustible nuclear gastado (SNF). Este tipo de residuo requiere ser aislado en repositorios subterráneos. La opción más aceptada es el almacenamiento geológico profundo (DGR), que consiste en un sistema de múltiples barreras para almacenar el SNF. Un elemento que entra en juego aquí son las aguas subterráneas, que pueden atravesar estas barreras antes de entrar en contacto con el SNF a largo plazo y, en consecuencia, disolver los radionucleidos presentes, con sus procesos de alteración. El objetivo principal de este proyecto es determinar las velocidades de disolución y evaluar la liberación de Rh(s) y Ru(s) (que son dos componentes existentes en el SNF y están englobados en el grupo de las partículas ε) al entrar en contacto con aguas subterráneas en condiciones alcalinas. También se tienen en cuenta sus respectivos óxidos, como el Rh2O3(s) y el RuO2(s). La metodología consiste en desarrollar dos tipos de sistemas (modo continuo y discontinuo), analizando las muestras con ICP-MS. Además, para caracterizar a los sólidos se utilizaron otras técnicas analíticas, como el análisis de BET, el SEM y el XPS. Por lo general, se obtuvieron más liberaciones a pH hiperalcalino (13.5 y 13) que a pH más bajo (alrededor de 8) tanto en experimentos continuos como discontinuos. Mientras que para el Ru este comportamiento podría explicarse considerando la formación de ion rutenado (RuO42-) a pH alto, para el Rh, al estar presentes las mismas especies de especiación en ambos pH, se espera que los iones hidroxilo promuevan su cinética de disolución. Finalmente, se determinaron las velocidades de disolución en el sistema continuo y se compararon con las velocidades de liberación obtenidas en el sistema discontinuo mediante el modelo SERNIM, confirmando que el Ru y los óxidos se disuelven más rápidamente que el Rh y los metales puros, respectivamente.