Etude de la structure et du comportement en cristallisation d'un verre nucléaire d'aluminoborosilicate de terre rare
Résumé
Ce travail de thèse porte sur l'étude d'un verre aluminoborosilicate de terre rare de composition molaire 61,81 SiO2 - 3,05 Al2O3 - 8,94 B2O3 - 14,41 Na2O - 6,33 CaO - 1,90 ZrO2 - 3,56 Nd2O3, destiné au confinement des déchets issus du retraitement de combustibles nucléaires usagés à haut taux de combustion. Au niveau structural, nous nous sommes intéressés principalement au rôle des ions modificateurs sur l'organisation du réseau vitreux par le biais de différents changements de composition : variation du rapport relatif Na/Ca et changement de la nature des ions alcalins et alcalino-terreux. Les études par spectroscopies RMN et Raman nous ont permis de préciser la distribution de ces différents types d'ions au sein du réseau vitreux et également d'apporter des informations sur les phénomènes de compétition entre les ions alcalins et alcalino-terreux vis à vis de la compensation de charge des entités [AlO4]- et [BO4]-. L'environnement du néodyme a pu être sondé par spectroscopies d'absorption optique et EXAFS ce qui a aboutit à une meilleure compréhension du mode d'insertion des ions Nd3+ au sein des zones silicatées du réseau vitreux. En ce qui concerne le comportement en cristallisation, nous nous sommes intéressés à l'influence de la composition du verre sur sa cristallisation et en particulier sur la formation d'une phase apatite de composition Ca2Nd8(SiO4)6O2. Ces travaux ont notamment souligné le rôle important des ions terres rares et alcalino-terreux sur la cristallisation de la phase apatite.
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