Technique de la fonction de distribution de paires appliquee a l'etude du piegeur hydrogene et947;-MnO2/Ag2CO3
Résumé
Lors du transport ou de l'entreposage de colis de dechets nucleaires, le risque hydrogene peut survenir a partir de la radiolyse ou de la thermolyse de matieres organiques telles que des resines echangeuses d'ions, du polyethylene, du silicone ou du PVC. Il est alors indispensable de rester sous la limite inferieure d'explosivite (LIE) en eliminant l'hydrogene ou en annihilant sa formation par le biais de systeme de mitigation. L'inertage qui consiste a diluer l'atmosphere par un gaz inerte permet de controler le risque hydrogene pendant la phase de transport. Cependant, elle n'empeche pas sa formation au sein du colis et les risques de surpression sont possibles. L'utilisation de recombineurs catalytiques a egalement ete envisagee mais elle necessite la presence d'oxygene. C'est pourquoi, nous nous sommes interesses au piegeage chimique de l'hydrogene. Il existe une multitude de piegeurs chimiques tels que les piegeurs organiques, les hydrures metalliques ainsi que les piegeurs oxydes que nous avons selectionnes. Parmi les nombreux oxydes de metaux de transition a disposition dans la litterature, le melange de l'oxyde de manganese (structure Nsutite) avec le carbonate d'argent, et947;-MnO2/Ag2CO3, a ete choisi. Le piegeur et947;-MnO2 reagit avec l'hydrogene pour produire l'oxyhydroxyde de manganese (MnOOH) en presence du promoteur Ag2CO3.La structure et947;-MnO2 decoule d'une inter-croissance aleatoire de la phase ramsdellite (R-MnO2, tunnel 1x1) et de la phase pyrolusite (et946;-MnO2, tunnel 2x1) ; elle entraine la formation de larges raies de diffraction peu intenses. De ce fait, la fonction de distribution de paires (PDF), qui permet d'obtenir la distribution des distances interatomiques au sein d'un materiau, a ete employee pour quantifier l'imbrication de ces precedentes structures.La PDF s'est averee tres efficace pour observer les modifications structurales du piegeur lors d'etudes menees en atmospheres controlees (melange H2/N2 ou CO/N2), sous irradiation et947; ou en temperature. La structure de et947;-MnO2/Ag2CO3 est intimement liee a la cinetique de piegeage de l'hydrogene. Ceci a donc permis de fixer les limites des conditions d'utilisation du piegeur pour les applications dans le domaine du nucleaire.