Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Jean-François WAGNER : Docteur de l’université Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI), spécialité Chimie analytique - Chef du Laboratoire de spectroscopie laser analytique au Centre d’études de Saclay (CEA)
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Alain VIAN : Ingénieur de l’Institut national supérieur de chimie industrielle de Rouen (INSCIR), - Responsable développements analytiques au service Laboratoire de l’usine COGEMA de la Hague
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’objet de cet article est de présenter un panorama de la chimie analytique des éléments de numéros atomiques 92 à 96, compris dans la série des actinides : l’uranium, le neptunium, le plutonium, l’américium et le curium.
Dans le domaine nucléaire, domaine certes spécialisé mais qui a bientôt soixante-dix ans d’expérience industrielle, l’uranium est présent à tous les stades du cycle du combustible : prospection, extraction et traitement des minerais, enrichissement, fabrication des combustibles, irradiation en réacteurs, traitement des combustibles irradiés. Le plutonium est, par ses applications, l’élément le plus intéressant formé par irradiation ; il est recyclé dans les combustibles des réacteurs. C’est pourquoi le texte consacre la plus large part à ces deux éléments.
Le neptunium, bien qu’ayant des applications plus limitées, intervient dans la neutronique des réacteurs et dans la chimie du retraitement. L’américium est produit en quantités de moins en moins négligeables, à mesure qu’augmentent les taux de combustion et les quantités de plutonium formées, stockées ou recyclées.
Le curium a moins d’intérêt industriel ; sa filiation, comme celle de l’américium, est néanmoins à prendre en compte dans le stockage des déchets de haute activité. L’analyse du curium n’est que brièvement évoquée ci-après.
De même, les éléments de numéros atomiques supérieurs à 96, dont la chimie analytique est le fait de laboratoires de recherche spécialisés, ne sont pas traités dans cet article. Une caractéristique de l’analyse des éléments à numéros atomiques les plus élevés est la courte durée de vie, souvent inférieure à la minute, des isotopes et le petit nombre d’atomes que l’on sait en produire [1].
Cet article est une mise à jour de l’article de M. François RÉGNAUD.
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- Version archivée 1 de avr. 1989 par François REGNAUD
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Chimie de l’uranium et des éléments transuraniens1. Considérations générales
L’analyse de l’uranium et des éléments transuraniens (symbolisés dans la suite du texte par l’abréviation EUTU) présente des parti-cularités relatives soit à l’étendue des domaines à explorer, soit aux propriétés de ces éléments, la radioactivité surtout.
1.1 Diversité des questions
La diversité des problèmes posés aux laboratoires d’analyse tient d’abord au fait que chaque étape du cycle du combustible a son cadre industriel propre, son procédé, ses règles d’exploitation, ses spécifications et ses contraintes. Du point de vue analytique, un même élément à déterminer se trouve dans des conditions très différentes d’environnement, de teneur et d’état physico-chimique. Ensuite, aux besoins des procédés s’ajoutent ceux de la sûreté, avec un poids proportionnel aux risques.
Quelques exemples illustrent les problèmes supplémentaires qui se posent par rapport à une industrie conventionnelle.
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Faible concentration de l’uranium dans les minerais : la teneur moyenne en uranium pour qu’un minerai soit considéré comme exploitable se situe autour de 0,1 % (en masse), valeur qui dépend, entre autres, de la situation du marché. Les programmes de recherche entrepris dans le cadre de perspectives à long terme font intervenir des analyses fines de l’uranium et de ses descendants à des niveaux de 10–6 à 10–9 g.
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Surveillance des flux principaux de l’uranium et du plutonium : la motivation des bilans dépasse le concept de valeur marchande, car une notion de sécurité y est associée ; sécurité du procédé, par exemple non-accumulation de matières fissiles dans une usine de retraitement ; sécurité aux plans national et international, dans le cadre des programmes de garanties (non-détournement de matières nucléaires). Un objectif visé dans le retraitement est la connaissance des bilans à 0,1 % près. Or, la concentration donnée par l’analyse n’est qu’un des deux facteurs servant au calcul, l’autre étant la masse ou le volume du stock de matières. Ce sujet constitue l’un des objectifs du Laboratoire de métrologie des matières nucléaires (LAMMAN).
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Activité des déchets radioactifs solides :...
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Considérations générales
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ROTH (E.) - Chimie nucléaire appliquée, - Masson, Paris, 1968.
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(2) - * - International atomic energy agency (IAEA). Symposium sur le phénomène d’Oklo, Libreville (juin 1975).
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(3) - * - Protection, Manipulation, Détection, Sécurité (PMDS). Publications périodiques. CEN Saclay.
-
(4) - PASCAL (P.) - Nouveau traité de Chimie Générale, - Masson (Paris 1962 à 1970).
-
(5) - KELLER (C.) - The chemistry of the transuranium elements, - Verlag Chemie, RFA (1971).
-
(6) - KATZ (J.J.), SEABORG (G.T.), MORSS (L.R.) - The chemistry of actinide elements, - Chapman and Hall Ed., New York (1986).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Chimie des actinides.
-
Échanges d’ions. Principes de base.
-
Échanges d’ions. Technologie d’applications.
-
Potentiométrie.
-
Coulométrie.
-
Spectrométrie de masse.
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...
ANNEXES
La majorité des appareils d’analyse est commercialisée par des firmes supposées connues. Nous citons uniquement :
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pour le spectromètre à UF6 : COGEMA, Établissement de Pierrelatte, Service Laboratoires ; http://www.cogema.fr
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pour la spectrofluorimétrie à excitation laser :
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Scintrex ( http://www.scintrexltd.com), Société canadienne.
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Dilor, Lille ; http://www.jobinyvon.fr/
LAMMAN, CEA (Laboratoire de métrologie des matières nucléaires, Centre d’études de Valrho/Marcoule).
CETAMA, CEA/DCC (Commission d’établissement des méthodes d’analyses, Centre d’études de Valrho/Marcoule).
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