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Technical Report NTB 02-08

The Uptake of Eu(III) and Th(IV) by Calcite under Hyperalkaline Conditions: The Influence of Gluconic and Isosaccharinic Acid

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  • version papier, anglais
    20,00 CHF

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La calcite est un constituant important des marnes Valanginiannes, une roche
envisagée pour un dépôt de déchets radioactifs de faible et moyenne activité en Suisse. Ce minéral est également un constituant important de la zone perturbée autour du dépôt car il est peu affecté par les eaux très basiques provenant du ciment du dépôt.

Le comportement de sorption d'Eu(lIl) et de Th(IV) sur la calcite Merck dans une eau interstitielle de ciment artificielle (ACW) à pH 13.3 a été étudié par des expériences de sorption en batch. De plus, I'effet des acides α-isosaccharinique (ISA) et gluconique (GLU) sur la sorption de ces deux cations a été examiné.

En I'absence d'ISA et de GLU, une forte interaction d'Eu(lIl) et de Th(IV) sur la calcite Merck a été observée. Les cinétiques de sorption d'Eu(lll) et de Th(IV) étaient rapides et les isothermes ont indiqué un comportement d'adsorption linéaire pour la gamme de concentration accessible. Dans le cas d'Eu(III), une diminution de la valeur du Rd avec un accroissement du rapport S:L a été observée indiquant que, parallèlement à I'adsorption, d'autres processus pourraient influencer I'immobilisation de ce cation par la calcite Merck avec des conditions ACW. Par ailleurs, le rapport S:L n'a eu aucun
effet sur les valeurs de sorption pour Th(IV).

Des concentrations croissantes de ISA et de GLU en solution ont affecté de manière significative à la fois la sorption d'Eu(lIl) et de Th(IV): les valeurs de Rd pour Eu(lIl) ont diminué significativement pour des concentrations de ISA superieures à 10-5 M et pour des concentrations de GLU superieures a 10-7 M. La sorption de Th(IV) a été réduite pour des concentrations de ISA au-dessus de 2·10-5 M et pour des concentrations de GLU au-dessus de 10-6 M.

Les effets d'ISA et de GLU sur I'immobilisation d'Eu(lIl) et de Th(IV) ont été interprétés en terme de formation de complexe en solution. Dans le cas d'Eu(III), les complexes métal-ligand ont été trouvés ayant une stoechiometrie 1:1. Les constantes de complexation dérivées pour les complexes aqueux Eu(III)-ISA' et Eu(III)-GLU sont logß0EuISA = -31.1±0.2 et logß0EuGLU = -28.7±0.1.

Dans le cas de Th(IV), il a été supposé que des complexes Th(IV) - ISA - Ca et Th(IV) - GLU - Ca se sont formés avec une stoechiometrie 1:2:1. Les constantes de complexation dérivées pour ces deux complexes sont logß0ThISA = -5.0±0.3 et logß0ThGLU = -2.14±0.01 .

En supposant que les concentrations d'ISA et de GLU dans I'eau interstitielle de la zone perturbée sont similaires aux concentrations maximales estimées pour I'eau interstitielle du ciment dans le champ proche du dépôt, c'est à dire 10-5 M ISA and 10-7 M GLU, alors la formation de complexes aqueux avec ISA ou GLU n'affecterait pas de manière significative la sorption d'Eu(lIl) et de Th(IV) sur la calcite.

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