Published November 15, 2000 | Version v1
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Study of the thermal migration of molybdenum, technetium and iodine fission products in apatites

Description

With a view to store long life nuclear wastes in a geological site, apatites are envisaged on the one hand as a containment matrix for actinides or fission products for a long life, and on the other hand, as materials incorporated in the building barriers. This study concerned migration of fission products in the apatites as a function of temperature. Iodine 129 (16 million years period) and technetium 99(210,000 years period) were chosen, with the aim to obtain a modeling of the behavior of these elements in order to extrapolate their future over a long period of time. The studied apatite is a hydroxy-apatite with a chemical composition known as Ca10(PO4)6(OH)2. In order to limit radiation protection issues, the behavior of technetium is studied via rhenium, its chemical counterpart, and molybdenum, whose mass is close to that of technetium. The coupling ion implantation - RBS allowed to show a volatilization of these elements during air annealing. molybdenum and rhenium were then chemically characterized by XPS and XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure). An oxidation of these elements is shown, resulting in the formation of volatile oxides. In the case of iodine, experiments with radioactive iodine 131 and stable iodine are jointly conducted, showing a diffusion of this element in the grain joints of the material.

Abstract (French)

Dans l'optique d'un stockage en site geologique des dechets nucleaires a vie longue, les apatites sont envisagees d'une part comme matrice de confinement d'actinides ou de produits de fission a vie longue, et d'autre part, comme materiaux incorpores dans les barrieres ouvragees. Nos travaux consistent a etudier la migration dans les apatites des produits de fission en fonction de la temperature. Nous avons choisi d'etudier l'iode 129, de periode 16 millions d'annees et le technetium 99, de periode 210000 ans. Le but est d'obtenir une modelisation du comportement de ces elements afin d'extrapoler leur devenir sur une longue periode. L'apatite etudiee est de l'hydroxy-apatite de synthese de composition chimique connue Ca10(PO4)6(OH)2. Afin de limiter les problemes de radioprotection, nous avons etudie le comportement du technetium via le rhenium, son homologue chimique, et le molybdene, de masse proche de celle du technetium. Le couplage implantation ionique - RBS nous a permis de mettre en evidence une volatilisation de ces elements lors de recuits sous air. Nous avons alors entrepris des etudes de caracterisation chimique du molybdene et du rhenium par XPS et XANES. Nous avons mis en evidence une oxydation de ces elements, entrainant la formation d'oxydes volatils. Dans le cas de l'iode, nous avons conjointement mene des experiences avec de l'iode 131 radioactif et de l'iode stable, montrant une diffusion de cet element dans les joints de grains du materiau. (auteur)

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Original title (French)
Etude de la migration thermique des produits de fission molybdene, technetium et iode dans les apatites

Publishing Information

Imprint Pagination
156 p.
Report number
FRCEA-TH--12212

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Notes
71 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses