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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 39/1-2 - 2015  - pp.65-74  - doi:10.3166/acsm.39.65-73
TITRE
SYNTHESE ET CARACTERISATION D’UNE POWELLITE Ca1-X-YNaXREEYMoO4, MINERAL DE CONFINEMENT DES DECHETS RADIOACTIFS, DOPE AVEC TROIS ELEMENTS DE TERRE RARE: Y, Er OU Yb

TITLE
Synthesis and characterization of a Powellite Ca1-X-YNaXREEYMoO4

RÉSUMÉ

La powellite, molybdate de Ca, est une céramique qui se forme dans les verres nucléaires. Lorsqu’elle renferme un actinide ou un lanthanide, elle constitue un double confinement de la radioactivité. Le présent travail porte sur la synthèse et la caractérisation d’une powellite, de formule générale: Ca1-x-yNaxREEyMoO4, 0.01≤y≤0.08, x+y<0.20, avec REE = Er, Yb et Y. Les minéraux de différentes compositions sont synthétisés en deux étapes: une calcination à 800°C, suivie d’un frittage à 1150°C. Les densités finales des matériaux sont voisines de celle de la powellite naturelle (≈ 4.25 kg/m3). Elles varient peu avec la nature et la quantité de dopant. La microstructure des céramiques est observée par microscopie électronique à balayage, et l’identification des phases cristallines par analyse par diffraction des rayons X. L’ensemble des powellites ont une structure CaMoO4 quadratique, de groupe d’espace I41/a. La variation des paramètres de maille et du volume molaire des matériaux, calculée à l’aide du logiciel cristallographique CELREF, montre que ceux-ci décroissent de Yb à Er puis à Y et varient très peu avec la quantité de dopant dans la powellite ; la structure de ce matériau restant conservée.



ABSTRACT

Powellite is a Ca-molybdate ceramic, which forms in nuclear glasses. It may contain an actinide or a lanthanide in its structure, insuring a double containment of radioactivity. This study deals with the synthesis and characterization of powellites, with the general formula: Ca1-x-yNaxREEyMoO4, 0.01≤y≤0.08, x+y≤ 0.20, with REE = Er, Yb and Y. The minerals are synthesized in two heating stages: a calcination at 800 °C followed by a sintering at 1150 °C. The materials final densities were all similar to the standard value of natural powellite (≈ 4250 kg/m3), and do not vary significantly with the nature and amount of the lanthanide dopant. The materials microstructure was observed by scanning electron microscopy analysis, and the phase identification was performed by X-ray diffraction analysis. All powellites have a I41/a CaMoO4 tetragonal structure. The variation of the lattice parameters and molar volumes as a function of the materials composition, calculated using CELREF software, show that they decrease from Yb to Er to Y, and quitly vary with the amount of dopant in the powellites; the materials crystallographic structure remaining preserved.



AUTEUR(S)
Dalila MOUDIR, Nour el hayet KAMEL, Saliha YAHIAOUI, Yasmina MOUHEB, Soumia KAMARIZ, Fairouz AOUCHICHE

Reçu le 12 janvier 2015.    Accepté le 1 août 2015.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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