OXIDIZING GEL FORMULATION FOR NUCLEAR DECONTAMINATION : RHEOLOGICAL AND ACIDIC PROPERTIES OF THE ORGANIC MATRIX AND ITS OZONOLYSIS
FORMULATION D'UN GEL OXYDANT À MATRICE ORGANIQUE APPLICABLE À LA DÉCONTAMINATION NUCLÉAIRE : PROPRIÉTÉS RHÉOLOGIQUES, ACIDO-BASIQUES ET OZONOLYSE DE LA MATRICE
Résumé
An acidic and oxidizing gel was formulated with a purely organic matrix, xanthan gum, at low concentrations (1 to 2 wt %). This polymer gel was investigated in various media (aqueous, acidic and ceric) by means of rheology : shear thinning behaviour, thixotropy, yield stress... Evidences of unexpected rheological properties in highly concentrated media show that xanthan is quite convenient for industrial projection of this type of gel on metallic walls in nuclear plants, notwithstanding its time-limited resistance to oxidation (about a few hours). Complexation mechanisms between ceric species and polar sites of the polymer led us to characterise acidic properties of our xanthan sample by potentiometric titration and 1H NMR techniques. The matrix was finally treated by ozonolysis to supress organic residues, as required to handle nuclear wastes. In acidic medium, ozonolysis of the gel was achieved succesfully while in acidic and ceric medium this process showed limited efficiency, needing further investigation to be clarified.
Un gel fortement acide et oxydant, à matrice purement organique, a été formulé dans l'objectif de l'appliquer sur des parois métalliques contaminées par des radioéléments. Les propriétés rhéologiques pertinentes au regard de l'application envisagée (caractère rhéofluidifiant, thixotropie, seuil d'écoulement...) ont été analysées dans différents milieux : purement aqueux, acide (HNO3 2 mol/kg), acide et cérique ( (NH4)2Ce(NO3)6 1 mol/kg). La matrice organique utilisée, le xanthane, présente pour de faibles concentrations massiques (1 à 2 %) des caractéristiques exceptionnelles dans de tels milieux, même si sa résistance à l'oxydation est limitée à quelques heures. La complexation des sites polaires du polymère par les espèces cériques nous a ensuite amené à explorer les propriétés acido-basiques du xanthane par potentiométrie et RMN du proton. Enfin, un dispositif d'ozonolyse a été mis en œuvre afin d'éliminer la matière organique résiduelle contenue dans les effluents issus du traitement décontaminant. Cette technique s'est révélé efficace en milieu acide mais limitée en milieu acide et cérique. Ce dernier aspect mérite d'être approfondi en vue d'une utilisation dans l'industrie nucléaire.