Préparation par mécanosynthèse d’apatites strontiques dopées au lanthane et au césium

RésuméLes britholites ont suscité un grand intérêt auprès des chercheurs en raison de leurs applications potentielles en tant que matrices pour le confinement de certains déchets séparés issus de l’industrie nucléaire, comme les actinides mineurs et certains produits de fission. Cependant, leur préparation nécessite des températures élevées, de l’ordre de 1400 °C. Dans le présent travail, nous rapportons la préparation par mécanosynthèse d’apatites strontiques dopées au lanthane et au césium. Les réactifs dans des proportions stœchiométriques ont été broyés pendant des durées comprises entre 30 minutes et 25 heures à l’aide d’un broyeur planétaire. Les résultats des analyses par diffraction des rayons X et spectroscopie infrarouge ont montré qu’il est possible d’obtenir ce type d’apatites par un broyage approprié. Cependant, il y a aussi formation de phases secondaires, dont la nature est en étroite relation avec la composition initiale. De plus, pour éviter l’incorporation dans la structure apatitique des ions carbonate provenant des réactifs utilisés, il est nécessaire que ces derniers soient exempts de carbonates.

Britholites have gained much interest among researchers thanks to their potential applications as matrices for the confinement of the byproducts in the nuclear industry, such as minor actinides and long-lived fission products. However, their preparation requires a high temperature of about 1400 °C. In this work, we report the preparation by mechanochemical synthesis of strontium apatites doped with lanthanum and cesium. The reactants in stoichiometric proportions were milled for different periods from 30 min to 25 h, using a planetary ball mill. The results of X-ray diffraction and infrared spectroscopy analyses showed that it is possible to obtain such apatite by a suitable grinding. However, there was formation of secondary phases whose nature is closely related to the initial composition. To avoid the incorporation into the apatite structure of carbonate ions contained in the starting reagents, it is necessary to use carbonate-free reagents.