Développement d’une méthode électrophorétique de séparation de l’uranium, du thorium et des lanthanides avec détection par ICP-MS (Q)
Résumé
La caracterisation isotopique des elements presents apres irradition dans les combustibles est d'une importance majeure pour la validation des codes de calculs neutroniques ou l'acces a des donnees nucleaires de bases. Le protocole actuel au laboratoire pour l'acquisition de donnees elementaires et isotopiques dans ces echantillons necessite plusieurs etapes de separation par chromatographie liquide. Dans une premiere etape, l'uranium (U), le plutonium (Pu) et les Produits de Fission (dont les lanthanides) sont separes puis les fractions purifiees d'U et de Pu sont analysees par spectrometrie de masse. L'objectif de cette etude est le developpement d'une separation U/Pu/lanthanides (Ln) par methode electrophoretique afin de minimiser les volumes d'effluents et les temps d'exposition aux echantillons radioactifs. La separation est couplee a une detection par spectrometrie de masse a source plasma (ICP-MS). Dans cette etude preliminaire, le thorium(IV) a servi d'analogue chimique du Pu(IV). Quatre electrolytes/complexants ont ete selectionnes pour l'etude de la separation par electrophorese capillaire l'acide acetique, l'acide 2,2-hydroxylmethylbutyrique (HMBA), l'acide formique et l'acide malonique. L'acide acetique s'est revele etre l'electrolyte/complexant le plus adapte pour separer l'U, le Th et les Ln. Il permet d'obtenir une plus grande difference de mobilite entre l'U et le Th que l'HMBA ou l'acide formique. De plus, avec l'acide acetique, l'U et le Th peuvent etre separes tout en etant maintenus sous forme cationique, alors que l'acide malonique forme des complexes anioniques. Dans un second temps, une methode de preconcentration des analytes a ete developpee. Elle permet de moduler les profils et les temps d'elution des analytes afin d'obtenir un signal plus adapte pour une quantification precise par ICP-MS. Cette separation sera ensuite transposee en boite a gants sur un microsysteme separatif couple a un ICP-MS-MC pour des mesures isotopiques en ligne de l'U et du Pu ou pour la datation (U-Th) de materiaux nucleaires.