Stage R&D - récupération et valorisation Sr-90 (F/H)

Ce sujet de stage s’inscrit dans la stratégie de recherche exploratoire de la Direction Technique et Expertise (DTE) d’Orano, acteur international de référence dans le nucléaire. Les travaux de ce stage seront effectués au sein des laboratoires de l’Ecole des Mines de Saint-Etienne (EMSE).

Le procédé PUREX (1) utilisé aujourd’hui à LH pour retraiter le combustible nucléaire permet de séparer le Pu et l’U des produits de fission (Ln, Sr, Ce…), et des actinides mineurs (Am, Cm…) (3-4). Le Pu ainsi extrait est ensuite recyclé lors de la fabrication du MOX et l’U peut être ré-enrichi pour être rechargé en réacteur. Les produits de fission et actinides mineurs quant à eux constituent les déchets ultimes (4 %) à vitrifier, destinés à être stockés en profondeur.

Or, parmi ces éléments, certains radionucléides comme de Strontium-90 présentent un fort intérêt pour le domaine médical (le 90 Sr, bêta pur, dont le produit de désintégration est le 90 Y est utilisé en radiothérapie médicale) ou industriel (pile béta-voltaïque, Radioisotope Thermoelectric Generator: RTG) (2-3).

La séparation du strontium des autres Produits de fission, permettrait non seulement de le valoriser, mais aussi de faciliter la gestion des déchets nucléaires et accroitre la sécurité de leur stockage. En effet, après trois décennies de refroidissement, le 90 Sr et le 137 Cs sont à l’origine de 98 % de la chaleur thermique et 97 % des radiations pénétrantes (2).

Sous la responsabilité de votre tuteur, l’étudiant(e) retenu(e) devra :

• Préparer des solutions non radioactives représentatives des solutions réelles à partir de réactifs commerciaux ;
• Mettre au point et optimiser le protocole de séparation et purification du Strontium ;
• Évaluer l’efficacité du protocole en utilisant des techniques analytiques telles que l'ICP-AES.

Les principales missions du stage

• Réaliser une bibliographie sur les procédés de séparation et de purification du Strontium;
• Définir, synthétiser et caractériser des solutions simulantes d’intérêts;
• Développer des procédés à l’échelle laboratoire.

Méthodes

Pour l’accomplissement de ce sujet, l’étudiant aura accès aux différents systèmes expérimentaux et appareillages disponibles à l’EMSE.

Résultats attendus

Validation d’un procédé ou d’une étape de procédé permettant la récupération et la purification du strontium à partir d’une solution non radioactive représentative des solutions réelles.