La silice mésoporeuse a une composition chimique analogue à celle des matrices vitreuses utilisées pour le conditionnement des déchets nucléaires de haute activité. En la fonctionnalisant avec des molécules organiques adaptées, il est possible de complexer sélectivement les radionucléides. La fermeture de la porosité de la silice par une voie « douce », par exemple l’effet de l’auto-irradiation des radionucléides, permettrait ensuite de les piéger dans ce matériau.
Pour le vérifier, les chercheurs ont irradié des pastilles de silice – fabriquées par compression de grains de silice mésoporeuse – par des électrons de 2MeV, représentatifs de la radioactivité bêta. Ils observent l’effondrement de la porosité de la silice, caractérisée par la densification des grains et la fermeture des pores à l’échelle nanométrique (mesure BET). Ces résultats ont été confortés par une observation in-situ au MEB (électrons 30 keV) sur des couches fines de silice mésoporeuse.
En 2022, une expérience mettant en œuvre du plutonium 238 doit être réalisée à l’Institut européen de recherche (Joint Research Centre) sur les éléments transuraniens (Allemagne) pour vérifier la validité du concept pour une irradiation alpha interne (par désintégration du plutonium 238). La fermeture des nanopores devrait être plus rapide et plus complète que par irradiation externe par des électrons.
Ce procédé compact pourrait être adapté à tous types d’effluents liquides, aqueux ou organiques, contenant des radionucléides émetteurs alpha, bêta, gamma. Il pourrait être particulièrement intéressant pour le traitement en colonne des effluents produits dans les installations nucléaires ou sur des sites de démantèlement.
A propos
Ces travaux, en collaboration avec l’institut IRAMIS du CEA, ont été réalisés dans le cadre du projet ANR Automact (sept. 2018 – mars 2023).
