Preparation of Americium Containing Transmutation Targets

Promovendus/a: Ayşe Gamze Çolak

Promotor(en): Prof. dr. ir. Jozef Vleugels, Dr. Rémi Delville, Dr. Gregory Leinders

In het kader van de duurzame ontwikkeling van kernenergie is er behoefte aan een duidelijke en beproefde visie op het beheer van verbruikte splijtstof. Na de recycling van uranium en plutonium wordt de radiotoxiciteit op lange termijn van verbruikte splijtstof gedomineerd door de minder belangrijke actiniden (MA's). Om de radiotoxiciteit op lange termijn te verminderen, zouden de MA's gescheiden en gerecycled kunnen worden via een partitionerings- en transmutatiestrategie (P&T). In dit doctoraat werden poreuze uraanoxide (UOX) gastheermatrixmicrosferen, die een efficiënte infiltratie van Am(III) (aq.) doteringsoplossingen toelaten, vervaardigd via het interne gelatieproces. Als nieuwe toepassing werd zetmeel gebruikt als een bij lage temperatuur brandbare porie-vormer. Een voorraadoplossing van Am(NO3)3 (aq.) werd eerst bereid door AmO2 voorzichtig op te lossen in salpeterzuur. Infiltratie door de Am3+ oplossing werd uitgevoerd op poreuze UOX microsferen die oorspronkelijk buiten de afgeschermde infrastructuur waren gefabriceerd. Daardoor werd er tijdens het proces geen secundair, met MA geladen vloeibaar afval gegenereerd. Bovendien werd door het gebruik van microsferen het hanteren van poeders vermeden, waardoor het risico op lokale besmetting tijdens de verwerking afnam. Er werd een uitgebreide microstructurele karakterisering uitgevoerd. De resultaten toonden aan dat een eenfasige (U,Am)O2-samenstelling met een gemiddeld Am(III)-gehalte tot 30 mol% werd verkregen, met een homogene verdeling van Am en U. De in dit werk ontwikkelde methoden werden specifiek aangepast aan de beperkingen die worden opgelegd door het werken in afgeschermde infrastructuur voor de behandeling van hoogradioactieve materialen. Ze bleken veilig en zeer effectief te zijn bij het verkrijgen van het gewenste eindproduct in een laboratoriumtoepassing.