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The Radiolytic and Chemical
Degradation of Organic Ion
Exchange Resins under
Alkaline Conditions:
Effect on Radionuclide Speciation
Résumé
La formation des ligands organiques solubles dans I'eau issus de la décomposition radiolytique et chimique de différentes résines échangeuses d'ions a été étudiée dans des conditions similaires à celles que l'on trouve dans le champs proche d'un dépôt de déchets radioactifs cimentés. Les principaux produits de la décomposition ont été caractérisés et leur rôle concernant la spéciation des radionucléides est discuté en détail.
L'irradiation des résines échangeuses de cations, à caractère très acide (Powdex PCH et Lewatit S-100), engendre principalement la formation de sulfate et de carbone organique dissouts. Seule une faible proportion de ce carbone (20 %) a pu être identifiée comme étant de I'oxalate alors que la majeure partie demeure encore non identifiée. Des études de complexation avec des cations tels que Cu2+ et Ni2+ ont révélés la présence de deux ligands: I'oxalate et un ligand X. Bien que le ligand X n'ait pu être identifié, sa concentration (10-5-10-6 M), sa constante de déprotonation (pKH ~ 7.4 pour I = 0.1 M) et sa constante de complexation avec Ni2+ (logKNiX ~ 7 pour I = 0.1 M) ont pu être évaluées. L'influence sur la spéciation des nucléides de I'oxalate et du ligand X a été examinée en détail. En ce qui concerne Iloxalate cette dernière nlest pas significative. Par contre, le ligand X, fortement complexant, peut exercer une influence. Celle ci dépend de sa concentration et de certains paramètres tels que le pH, le PCO2 et la complexation avec Ca2+ et Mg2+. Les valeurs limites de ces paramètres ont été évaluées.
En I’absence d'irradiation aucune formation de ligand n'a été observée.
D’un autre côté, I’irradiation de résines échangeuses d'anions, à caractère très basique (Powdex PAO, Lewatit M-500), engendre principalement la formation d'ammoniaque, d'amines et de carbone organique dissout. 50 % de ce carbone a pu être identifié comme étant présent sous la forme de methyl-, dimethyl- et trimethylamine. Des études de complexation avec Eu3+ ont montré que la capacité de complexation des produits de dégradation était négligeable dans les conditions du champ proche d'un dépôt cimenté. Par ailleurs la spéciation de I’Ag+, du Pd2+ et en moindre mesure celle du Ni2+ et du Cu2+ peut être influencée par la présence d'amines. Les complexes d'amine les plus stables sont formés avec le Pd2+, c'est pourquoi le système aqueux Pd-ammoniaque a été étudié en détail.
En l'absence d'irradiation aucun ligand n'a été détecté.
L'irradiation d'une résine mixte échangeuse d'anion et de cation (Amberlite MB-1) produit une faible quantité de sulfate et d'amine pour une grande proportion de carbon organique dissout. Seulement 3 % de cette quantité de carbone ont pu être attribués à des methyl-, dimethyl- et trimethylamine alors que la majeure partie n'a pu être identifiée. Cependant, des essais de complexation avec Eu3+ ont montré que la capacité de complexation de ces produits était négligeable dans les conditions d'un dépôt cimenté.
En l'absence d'irradiation aucun ligand n'a été détecté.
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