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Contexte :Le retraitement des combustibles nucléaires irradiés repose sur un procédé hydrométallurgique par extraction liquide-liquide. La séparation de l’uranium et du plutonium des produits de fission et des actinides mineurs à partir d’une phase aqueuse se fait ainsi par mise en contact avec une phase organique constitué d’une molécule extractante dissoute dans un diluant généralement de type hydrocarbure. Ces composés organiques sont donc soumis à l’effet de l’irradiation à la fois des émetteurs alpha directement au contact de ces derniers et, à plus longue distance, des émetteurs bêta-gamma présents dans leur environnement.

Sujet :Sous l’effet des rayonnements, les molécules organiques vont subir des phénomènes de radiolyse. Ces derniers peuvent conduire à une dégradation totale ou partielle de ces composés organiques avec formation de produits gazeux et/ou solubles. L’identification et la quantification de ces produits de dégradation radiolytique est nécessaire d’une part pour déterminer la résistance du milieu extractant vis-à-vis de la radiolyse, et d’autre part pour évaluer leur impact sur le procédé et pour soutenir les analyses de sûreté. L’objectif du stage est donc de développer des méthodes d’analyse par µ-chromatrographie en phase gazeuse (µ-GC) et/ou spectroscopie infra-rouge à transformée de Fourier appliquée au gaz (IRTF-Gaz) pour identifier et quantifier les composés gazeux qui pourraient être formés par radiolyse des phases organiques d’extraction de l’uranium et du plutonium.

Moyens :Le laboratoire L18 de l’installation ATALANTE du CEA Marcoule, rattaché au DMRC/SPTC/LILA est doté deux équipements de µ-GC dont un implanté en boîte-à-gants pour des analyses en milieu radioactif. L’équipe possède une expérience de plusieurs années sur l’analyse de certains gaz par cette technique : H2, N2O, CO, CO2, CH4… A ce jour, la technique a été peu appliquée à l’analyse de gaz organiques de type alcane, alcène et alcynes à courtes chaînes. L’un des objectifs du stage sera de développer les méthodes pour le suivi de ces gaz. Par ailleurs, le laboratoire dispose d’un spectroscope IRTF-Gaz pour lequel les méthodes d’analyse restent à développer. A ce jour, seuls quelques tests ont été réalisés pour l’analyse des oxydes d’azote NO/NO2.

Vous intègrerez les équipes de l’Institut des Sciences et technologies pour une Economie Circulaire des énergies bas carbone – ISEC.