25/01/2012 - MOF. Nouvelles matières qui amélioreront le retraitement du combustible nucléaire

Menéame

Une recherche menée par des ingénieurs et des scientifiques de Sandia National Maung pourrait constituer un pas important vers la production d’énergie nucléaire propre et sûre, permettant ainsi la réduction des déchets radioactifs dangereux. Les scientifiques ont découvert qu’avec un nouveau matériel appelé MOF (metal-organic framework) Les gaz radioactifs présents dans le combustible nucléaire déjà utilisé peuvent être capturés et éliminés, ce qui facilite leur retraitement. De même, MOF pourrait contribuer à optimiser la réduction des déchets nocifs afin de remettre en état les espaces touchés par des accidents nucléaires.

Des spécialistes de Sandia National.Sandia National.A. (États-Unis) ont découvert un nouveau matériau qui pourrait éliminer les gaz radioactifs présents dans le combustible nucléaire déjà utilisé, en simplifiant leur réutilisation et en réduisant considérablement les déchets connexes, très polluants et dangereux. En outre, la découverte pourrait accélérer les processus de réhabilitation de l’environnement après un accident nucléaire. Ces progrès seront essentiels pour parvenir à une production d’énergie nucléaire plus respectueuse de l’environnement et plus sûre.

L’une des caractéristiques du nucléaire est que le combustible utilisé peut être recyclé pour récupérer les matières fissiles et fournir de nouvelles matières premières pour les centrales nucléaires. Des pays comme la France, la Russie et l’Inde appliquent ces processus de retraitement du combustible nucléaire.

Maintenant, grâce au développement des experts de Sandia National.Sandia, le retraitement nucléaire sera plus efficace et plus sûr, car l’utilisation de la nouvelle matière MOF permettra d’éliminer les gaz radioactifs présents dans le combustible déjà utilisé. Le processus réduit également le volume de déchets à haut niveau polluant, grâce à une nouvelle méthodologie de séparation hautement sélective.

Dans le cadre de ce processus complexe, l’équipe de Sandia s ’, qui possède des isotopes ayant une durée de vie moyenne de 16 millions d ’. L’iode est l’un des gaz radioactifs les plus dangereux et les plus polluants présents dans le combustible nucléaire usé.

Le processus et son évolution

Pour capturer l’iode, on a travaillé sur différentes hypothèses avec des matériaux connus tels que l’argent chargé de zéolite. Malgré son efficacité, il s’agit d’une alternative coûteuse et pose des problèmes environnementaux, et l’équipe d’ingénieurs et de scientifiques l’a donc rejetée.

Ainsi, les scientifiques ont considéré le MOF et, à partir de recherches sur les propriétés structurelles et le fonctionnement de différents matériaux, ils ont conclu qu’il s’agissait d’une nouvelle et meilleure option. Les matériaux analysés sont cristallines et poreux, et comprennent la liaison d’un métal à des molécules organiques par synthèse chimique et un processus d’autoassemblage. Le choix des métaux et de la combinaison organique doit être très spécifique, afin que le MOF soit efficace dans ses fonctions.

Après avoir trouvé la meilleure combinaison pour que le MOF soit réellement efficace dans l’élimination de l’iode et d’autres gaz radioactifs, les experts ont développé une présentation du matériau qui permet son stockage à long terme. Le groupe d’ingénieurs a également réussi à fabriquer des MOF à partir de produits disponibles sur le marché.

Cette recherche, qui pourrait avoir un impact important sur le développement d’une énergie nucléaire plus propre et plus sûre, a été diffusée par un communiqué de presse de Sandia National. En outre, deux articles sur ce sujet ont été publiés dans le Journal spécialisé de l’American Chemical Society, intitulés "Trapping Guests within a Nanoporous Metal-Organic Framework through Pressure-Induced Amorphization" et "Capture of Volatile Iodine, a Gaseous Fission Product, by Zeolitic Imidazolate Framework-8."

Application dans l’industrie

La mise en œuvre de cette découverte ne serait pas attendue, compte tenu des besoins énergétiques de l’économie mondiale et des exigences fortes de l’énergie nucléaire pour accroître sa sécurité et réduire son impact environnemental. En fait, Sandia a déjà demandé un brevet basé sur une technologie de pellets pour stocker et utiliser le MOF, ce qui pourrait avoir des applications commerciales directes.

Le projet a débuté il y a six ans et a été financé par le Bureau de l’énergie nucléaire du Département de l ’, des États-Unis. Selon les responsables de la recherche, la principale contribution de l’étude est l’introduction d’une nouvelle catégorie de matériaux pour la réparation environnementale des déchets nucléaires.

Les spécialistes poursuivent actuellement leurs recherches sur la mise au point de nouvelles variétés optimisées de MOF, qui pourraient permettre une plus grande séparation et capture des gaz volatils et autres éléments dangereux et polluants présents dans les déchets nucléaires.

Selon les scientifiques qui participent à cette recherche, il a été démontré que le MOF ou le métal organique a une capacité de capture et de rétention de l’iode qui dépasse sensiblement les technologies et les matériaux actuellement utilisés. Si l’on confirme le développement industriel de cette alternative, nous pourrions être face au début d’une nouvelle étape dans l’histoire de l’énergie nucléaire.

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Source: Tendances 21 (Pablo Javier Piacente)
Nouvelles anglaises: Sandia chemists find new material to remove radioactive gas from spent nuclear fuel

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