Adsorption of radionuclides on engineered and geological barriers of high-level nuclear waste repositories : sorption experiments, spectroscopy study, geochemical modelling and molecular dynamics simulation

L'objectif de cette thèse est de contribuer au développement de modèles de sorption des cations (Eu3+Cs+ et Ni2+) par les matériaux argileux pertinents et importants dans le contexte du stockage des déchets radioactifs de forte activité (barrières ouvragée et géologique). La modélisation géochi...

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Détails bibliographiques
Auteurs principaux : Chen Zongyuan (Auteur), Montavon Gilles (Directeur de thèse, Membre du jury), Kalinichev Andrey G. (Directeur de thèse, Membre du jury), Bouler Jean-Michel (Président du jury de soutenance, Membre du jury), Ferrage Éric (Rapporteur de la thèse, Membre du jury), Savoye Sébastien (Rapporteur de la thèse, Membre du jury)
Collectivités auteurs : Université de Nantes 1962-2021 (Organisme de soutenance), Université de Nantes Faculté des sciences et des techniques (Autre partenaire associé à la thèse), École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) Le Mans 2008-2021 (Ecole doctorale associée à la thèse)
Format : Thèse ou mémoire
Langue : anglais
Titre complet : Adsorption of radionuclides on engineered and geological barriers of high-level nuclear waste repositories : sorption experiments, spectroscopy study, geochemical modelling and molecular dynamics simulation / Zongyuan Chen; sous la direction de Gilles Montavon ; co-directeur Andrey G Kalinichev
Publié : [Lieu de publication inconnu] : [éditeur inconnu] , 2014
Description matérielle : 1 vol. (161 p.)
Condition d'utilisation et de reproduction : Publication autorisée par le jury
Note de thèse : Thèse de doctorat : Chimie, Radiochimie : Nantes : 2014
Sujets :
Documents associés : Reproduit comme: Adsorption of radionuclides on engineered and geological barriers of high-level nuclear waste repositories : sorption experiments, spectroscopy study, geochemical modelling and molecular dynamics simulation
Particularités de l'exemplaire : BU Sciences, Ex. 1 :
Titre temporairement indisponible à la communication

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200 1 |a Adsorption of radionuclides on engineered and geological barriers of high-level nuclear waste repositories : sorption experiments, spectroscopy study, geochemical modelling and molecular dynamics simulation  |f Zongyuan Chen  |g sous la direction de Gilles Montavon ; co-directeur Andrey G Kalinichev 
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300 |a Thèse rédigée en anglais 
314 |a Autre(s) contribution(s) : Jean-Michel Bouler (Président du jury) ; Christophe Tournassat, Wangsuo Wu, Zhijun Guo (Membres du jury) ; Eric Ferrage, Sébastien Savoye (Rapporteurs) 
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320 |a Réf. Bibliogr. 
328 |b Thèse de doctorat  |c Chimie, Radiochimie  |e Nantes  |d 2014 
330 |a L'objectif de cette thèse est de contribuer au développement de modèles de sorption des cations (Eu3+Cs+ et Ni2+) par les matériaux argileux pertinents et importants dans le contexte du stockage des déchets radioactifs de forte activité (barrières ouvragée et géologique). La modélisation géochimique se base sur le résultat d'expériences de type batch et d'études spectroscopiques effectuées en fonction des facteurs significatifs pouvant affecter le sorption (pH, impact de la complexation en solution) dans des conditions proches de celles attendues in-situ (système intact, atmosphère contrôlée). Une étude complémentaire par dynamique moléculaire est réalisée afin d'améliorer qualitativement et quantitativement la compréhension de l'interaction entre les cations et les minéraux argileux au niveau moléculaire, avec un focus sur le notion d'additivité. L'étude du système Eu/phosphate/bentonite indique l'existence de complexes de surface ternaires qui contribue à augmenter la sorption. L'adsorption du Cs+ et du Ni2+ par les argilites du Callovo-Oxfordien (COX) est dominée par la fraction argileuse. Un modèle suivant une approche bottom-up et basé sur les mécanismes d'adsorption de surface permet de bien décrire le comportement du Cs+ observé in-situ et étudié au laboratoire. Une comparaison des paramètres du modèle est faite avec ceux déterminés par dynamique moléculaire. La description du système Ni/COX apparaît plus complexe pour lequel un phénomène lent de sorption doit être pris en compte corrrespondant de manière probable à l'incorporation de ce dernier par les minéraux carbonatés. 
330 |a This thesis contributes to the development of sorption models for cations (Eu3+, Cs+ and Ni2+) on clay materials relevant and important in the context of high-level radioactive waste disposal (engineering and geological barriers). The geochemical modeling is based on the results of batch-type experiments and spectroscopic studies performed to take into account the significant factors which may affect the sorption(pH, impact of the complexation in solution) under conditions expected to be nearly in-situ (intact system, controlled atmosphere). A complementary molecular dynamics simulation study is realized to improve the qualitative and quantitative understanding of the interaction between the cations and the clayey minerals at the molecular scale with a focus on the notion of additivity. The study on the Eu/phosphate/bentonite system indicates the formation of ternary surface complexes which contributes to the increase of sorption. The adsorption of Cs+ an Ni2+on Callovo-Oxfordien formation (COx) is dominated by the clayey fraction. A model using a bottom-up approach and based on the mechanisms of surface adsorption allows us to describe well the Cs+ behavior observed in-situ and studied in the laboratory. The parameters from the Cs+modeling are compared with those determined by molecular dynamics. The description of the Ni/COx system seems more complex, because a slow phenomenon of sorption must be taken into account which is likely to correspond to the incorporation by carbonated minerals. 
371 1 |a Publication autorisée par le jury 
456 | |0 249360896  |t Adsorption of radionuclides on engineered and geological barriers of high-level nuclear waste repositories : sorption experiments, spectroscopy study, geochemical modelling and molecular dynamics simulation  |f Zongyuan Chen  |d 2014  |c Lille  |n Atelier national de reproduction des thèses  |p Microfiches  |s Lille-thèses 
541 | |a Adsorption de radionucléides par les barrières ouvragée et géologique des stockages de déchets radioactifs de haute activité : expériences de sorption, étude spectroscopique, modélisation géochimique et simulations de dynamique moléculaire  |z fre 
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