L'Université de Manchester au Royaume-Uni développe deux technologies de traitement de la pollution au technétium-99

fr.wedoany.com Rapport : Le 5 novembre, l'Université de Manchester au Royaume-Uni a publié les résultats de deux études sur le traitement de la pollution radioactive au technétium-99, utilisant respectivement des doubles hydroxydes lamellaires dopés au fer et une technique de fixation par des minéraux phosphatés assistée par des ligands bisphosphonates, afin de réaliser la capture et la stabilisation du technétium radioactif. Parmi elles, la technique de fixation minérale destinée aux déchets radioactifs liquides a permis d'atteindre un taux d'élimination du technétium supérieur à 99 % lors des expériences, et l'autre technique, destinée aux eaux souterraines contaminées, a permis d'atteindre un taux d'élimination des complexes de technétium allant jusqu'à 99 %. Les résultats de ces recherches ont été publiés dans la revue « Environmental Science & Technology ».

La première étude a été menée par l'équipe du département des sciences de la Terre et de l'environnement de l'Université de Manchester. Les chercheurs ont utilisé des doubles hydroxydes lamellaires de nickel et d'aluminium dopés au fer (II) (LDH), afin de provoquer la réduction de l'ion pertechnétate présent dans la solution lors du processus de formation minérale, et de fixer le technétium (IV) ainsi formé, faiblement mobile, au sein de la structure minérale. Les expériences ont permis d'obtenir une élimination quasi complète du pertechnétate dans deux conditions de concentration d'activité radioactive initiale : 9,6 Bq/mL et 2,9 kBq/mL.

L'équipe de recherche a utilisé la ligne de faisceau B18 du synchrotron Diamond Light Source au Royaume-Uni et le Stanford Synchrotron Radiation Lightsource aux États-Unis pour réaliser des analyses d'absorption des rayons X, en combinant celles-ci avec la diffraction des rayons X, la spectroscopie infrarouge et la microscopie électronique pour étudier le processus réactionnel. Les expériences ont montré que l'hydroxyde d'aluminium amorphe formé lorsque le pH de la solution s'élève à 4—6 favorise la réduction et la fixation initiales du technétium ; lorsque le pH s'élève davantage, à 6—9, le fer et le nickel s'hydrolysent pour former des doubles hydroxydes lamellaires, et le technétium (IV) est incorporé dans la structure minérale nouvellement formée. La recherche a fourni pour la première fois des preuves expérimentales de l'incorporation du technétium dans les couches octaédriques de ce type de minéraux.

La deuxième étude a été menée par l'Université de Manchester en collaboration avec le département de médecine nucléaire de l'hôpital Christie au Royaume-Uni et le Pacific Northwest National Laboratory aux États-Unis. Les chercheurs ont utilisé l'acide méthylènediphosphonique (MDP), employé en médecine nucléaire, pour que le technétium-99 réduit forme un complexe soluble, puis ont utilisé l'hydroxyapatite pour l'adsorption et la fixation minérale. Dans des conditions simulant les eaux souterraines d'un site de contamination nucléaire, des essais en lots au laboratoire ont permis d'atteindre un taux d'élimination des complexes de technétium allant jusqu'à 99 %.

L'équipe de recherche a également réalisé des expériences d'écoulement en colonne sur des systèmes de sédiments et d'eaux souterraines synthétiques, en utilisant le technétium-99m comme traceur radioactif et l'imagerie gamma, afin de vérifier l'efficacité de fixation du technétium par cette méthode dans des conditions d'écoulement des eaux souterraines. Les expériences ont en outre révélé que Shewanella peut produire, par un processus de réduction biologique, des complexes formés de technétium (IV) et de MDP, fournissant ainsi une base expérimentale pour une technique de remédiation in situ combinant l'action microbienne et la fixation par des minéraux de phosphate de calcium.

Les chercheurs de l'Université de Manchester évaluent actuellement, dans le cadre du programme de collaboration pour l'innovation Game Changers de l'installation nucléaire de Sellafield au Royaume-Uni, le potentiel d'application de la technologie des doubles hydroxydes lamellaires pour le démantèlement des installations nucléaires héritées et le traitement des effluents radioactifs liquides. Les résultats de validation actuels des deux études couvrent les systèmes réactionnels de laboratoire, l'analyse des structures minérales et les expériences simulant l'écoulement des eaux souterraines.