Etude des effets de l'irradiation gamma sur le comportement des matrices de confinement de déchets radioactifs (ciment Mg-P et géopolymères)

Les ciments phospho-magnésiens (MPC) et les géopolymères (GP) sont des matériaux récemment proposés pour des applications dans le domaine du nucléaire. Afin de valider l’application de ces matériaux pour le conditionnement des déchets radioactifs, et respecter la réglementation en matière de gestion des déchets, un des paramètres essentiels à étudier est leur stabilité sous irradiation. Ce travail aborde plusieurs points clés : la compréhension des modifications possibles de la microstructure et des phases cristallines du MPC et du GP sous irradiation gamma; en particulier, l’évaluation des effets combinés de l’irradiation sur des échantillons MPC contenant des métaux, ainsi que l’encapsulation d’huile dans le GP. Cesmodifications ont été étudiées à l’aide de plusieurs techniques analytiques. En outre, les effets de l’irradiation sur la production d’hydrogène et les propriétés mécaniques et de lixiviation ont été testés afin de vérifier la conformité aux critères d’acceptation des déchets. Les analyses ont révélé une bonne intégrité structurelle et une bonne robustesse pour le MPC et le GP sous irradiation. L’ajout d’aluminium a agi comme une fibre de renforcement dans les échantillons de MPC, augmentant la résistance à la compression de 10 MPa pour chaque 10 v.% d’aluminium ajouté par rapport aux échantillons de référence, sans compromettre d’autres propriétés de durabilité telles que la résistance au lessivage. Aucun rejet n’a été enregistré lors de la lixiviation des échantillons avec 30 v.% d’huile, ce qui confirme l’adéquation du GP pour le conditionnement de déchets contenant des substances organiques. Dans l’ensemble, le MPC et le GP ont tous deux démontré une résilience remarquable sous irradiation gamma. Les résultats comblent en partie le manque de connaissances sur les performances sous irradiation des liants à base de phosphate de magnésium et d’aluminosilicate. Ils peuvent être considérés comme des matériaux alternatifs viables au ciment Portland ordinaire pour le conditionnement des déchets nucléaires.