Le département de l'énergie des États-Unis investit 1 million de dollars pour étudier les produits de fission des combustibles nucléaires à sels fondus

fr.wedoany.com Rapport : Le 5 octobre, l'Université d'État de Pennsylvanie a obtenu un financement de 1 million de dollars du programme universitaire d'énergie nucléaire du département de l'énergie des États-Unis pour étudier le comportement chimique de trois produits de fission — le samarium, l'europium et le tellure — présents dans le combustible nucléaire usé, au sein de systèmes à sels fondus. Le projet est dirigé par Hojong Kim, professeur de science et ingénierie des matériaux de cette université, avec la participation de l'Université du Nevada à Reno et du Laboratoire national de l'Idaho. La recherche couvre les changements de valence de ces trois éléments en milieu de sels fondus, leurs interactions avec les matériaux, ainsi que leur comportement lors du traitement pyrochimique à haute température du combustible nucléaire irradié.

Le projet se concentre sur l'étude des états de valence multiples que le samarium, l'europium et le tellure forment sous différentes conditions d'oxydoréduction dans les sels fondus, ainsi que sur l'influence des changements de valence sur la solubilité, le comportement de distribution et les procédés de séparation. Selon le résumé du projet du département de l'énergie des États-Unis, le samarium présente une forte absorption neutronique, l'europium peut provoquer la dissolution des matériaux structurels, et le tellure peut former des composés intermétalliques fragiles avec les métaux. Ces comportements concernent tous l'intégrité des matériaux du système de cycle du combustible nucléaire à sels fondus et la séparation des produits de fission.

La phase expérimentale consistera à dissoudre les trois éléments cibles dans un milieu de sels fondus, à modifier leur état d'oxydation en appliquant différents potentiels, et à mesurer les propriétés électrochimiques correspondantes. L'Université d'État de Pennsylvanie est responsable des expériences d'électrochimie des sels fondus, tandis que l'Université du Nevada à Reno et le Laboratoire national de l'Idaho prennent en charge une partie de la caractérisation, de la modélisation et des expériences complémentaires. Le projet étudiera également les interactions entre ces produits de fission et les matériaux structurels des systèmes d'énergie nucléaire.

La recherche utilisera également du bismuth liquide pour réaliser des expériences de capture des produits de fission. L'équipe de Kim a déjà étudié l'utilisation de métaux liquides pour récupérer les produits de fission des terres rares à partir de systèmes de sels fondus, le bismuth liquide étant utilisé pour extraire les éléments de terres rares des sels fondus. Ce nouveau projet approfondira, sur la base de cette voie technologique, les conditions de récupération et de stabilisation des éléments cibles.

Le samarium est l'un des objets d'étude prioritaires de ce cycle de recherche. L'équipe de Kim avait prévu d'étudier le samarium dans le cadre d'un projet financé par le département de l'énergie des États-Unis en 2018, mais en raison de sa faible concentration dans les sels fondus et de la différence de son comportement électrochimique par rapport aux autres produits de fission des terres rares, ces recherches n'avaient pas pu être menées à terme à l'époque. Ce projet entreprendra à nouveau l'étude des caractéristiques électrochimiques et des états de valence du samarium, tout en analysant parallèlement l'europium et le tellure.