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Theses

Étude cinétique de la nucléation et de la croissance cristallline au cours de la précipitation oxalique dans l'industrie nucléaire

Résumé : Au cours du retraitement du combustible irradié, le plutonium est extrait puis convertit en oxyde pour être recyclé. Cette conversion fait appel à une opération de précipitation : la précipitation oxalique. Afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu au cours de cette précipitation et de proposer une modélisation de l'opération industrielle, nous avons développé des méthodes permettant d'étudier les étapes de nucléation et de croissance cristalline. Ces méthodes sont adaptées à des conditions extrêmes et à la manipulation de matière onéreuse. Chaque processus, nucléation et croissance cristalline, est observé individuellement, de façon à limiter le nombre de paramètres libres du système. L'étude porte sur l'oxalate de plutonium et sur des éléments qui simulent son comportement au cours de la précipitation, le néodyme III et l'uranium IV. La détermination des cinétiques de nucléation primaire est basée sur le principe de la méthode de Nielsen. Pour cela, nous avons conçu un appareil spécifique, dans lequel l'état de mélange a été caractérisé à l'échelle du réacteur (macromélange) et à l'échelle moléculaire (micromélange). Les oxalates étudiés vérifient la théorie de Volmer et Weber et nous proposons les lois cinétiques sur un large domaine de conditions opératoires (température, non st?chiométrie, acidité ... ). Une méthode originale basée sur une charge cristalline initiale importante, a été développée, en réacteur fermé, pour déterminer les cinétiques de croissance cristalline. Les lois sont du premier ordre par rapport à la sursaturation et la constante cinétique suit une loi de type Arrhenius avec des énergies d'activation, respectivement de 14,29 et 36 klmorl pour les oxalates de néodyme III, d'uranium IV et de plutonium IV. Le processus de croissance est contrôlé par l'intégration au réseau cristallin selon un mécanisme de croissance par dislocations. Les méthodes développées peuvent être mises à profit pour étudier d'autres systèmes de précipitation.
Document type :
Theses
File URL :
http://docnum.univ-lorraine.fr/prive/INPL_T_1999_ANDRIEU_M.pdf
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https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01750553
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Thursday, March 29, 2018 - 12:49:03 PM
Last modification on : Thursday, January 31, 2019 - 1:27:51 AM

Identifiers

  • HAL Id : tel-01750553, version 1

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Citation

Murielle Andrieu. Étude cinétique de la nucléation et de la croissance cristallline au cours de la précipitation oxalique dans l'industrie nucléaire. Autre. Institut National Polytechnique de Lorraine, 1999. Français. ⟨NNT : 1999INPL132N⟩. ⟨tel-01750553⟩

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