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Technical Report NTB 95-06
A Quantitative Mechanistic Description of Ni, Zn and Ca Sorption onNa-Montmorillonite, Part III: Modelling
Des titrations et mesures de sorption effectuées sur de la montmorillonite sodique, sous des conditions variées, ont été examinées sous l'angle de l'échange cationique et des mécanismes de complexation de surface. Un programme informatique, le MINSORB, a été développé et utilisé pour ce travail. Ce programme permet de calculer simultanément la sorption de radionucléides par les deux mécanismes. Il prend en compte aussi les réactions concurrentes dues aux autres cations présents. On décrit la procédure de calibrage et de modélisation itérative par étapes. Pour le cas de la montmorillonite sodique, on montre qu'il n'est pas nécessaire d'inclure un terme électrostatique dans le modèle de complexation de surface. Un ensemble de données de base, comprenant des capacités des sites et des constantes pour la protonisation/déprotonisation, a été défini et reste valable pour toutes les réactions de sorption liées à la complexation de surface. L'étude principale a porté sur le Ni, mais d'autres cations, présents en tant qu'impuretés dans le système, en particulier le Zn, ont dû aussi être examinés en raison de leur effet concurrentiel sur la sorption du Ni. Le comportement de complexation de surface du Ni et du Zn a été étudié en détail, afin de définir les constantes intrinsèques de complexation de surface sur deux des sites du type ≡SOH contenus dans le modèle. La sorption du Mg, Ca et Mn a aussi été étudiée, quoique moins en détail, et une estimation des constantes de complexation de surface est fournie pour ces nucléides. L'échange cationique a été inclus dans tous les calculs. On fournit aussi les coefficients de sélectivité mesurés pour les réactions d'échange entre les couples Ni-Na, Zn-Na et Ca-Na. Le modèle, avec ses paramètres dérivés, permet de calculer toutes les données, des mesures de titration aux isothermes de sorption en passant par les seuils de sorption.