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Theses Year : 2013

Effect of radiolysis on long-term corrosion system formed on low-alloy steels

Effet de la radiolyse sur les systèmes de corrosion anoxiques à très long terme des alliages ferreux

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Abstract

In France, for nuclear waste management, it is planned to build a storage device with a barrier system composed of steel container. Corrosion is evaluated for the safety of anoxic storage over the long term. With radiation, water radiolysis generates oxidizing and reducing species that can change the corrosion. Three aspects are developed in this thesis. The first concerns iron coupon samples experimented in carbonate deaerated water and subjected to gamma irradiation. It is shown that irradiation can increase corrosion rates within the parameters of dose. Identified crystalline phases are little changed with irradiation. Solution chemistry shows a decrease in pH with dose related to iron. Organic species are identified. The second axis is archaeological analogues irradiation with an old corrosion products layer. Structural analysis verified the phase stability with radiolysis, only the newly formed products changes. The third axis is a kinetic simulation approach. It checks the pH drop under irradiation. Taken together, these results allow us to provide new data for the anoxic corrosion under irradiation.
Pour la gestion des déchets nucléaires, il est prévu de construire un dispositif un système barrière composé en partie de conteneur en acier. La corrosion est évaluée pour que le stockage anoxique soit sûr sur le long-terme. Avec des rayonnements, la radiolyse engendre des espèces oxydantes et réductrices pouvant modifier la corrosion. Le premier axe de cette thèse concerne l'irradiation gamma d'échantillons de coupon de fer en eau désaérée et carbonatée. Il est montré que l'irradiation peut augmenter les vitesses de corrosion suivant les paramètres de dose. Les phases identifiées sont peu modifiées avec l'irradiation. La chimie des solutions montre une baisse du pH avec la dose liée au fer. Des espèces organiques sont repérées. Le deuxième axe est l'irradiation d'analogues archéologiques avec une couche de produits de corrosion ancienne. La stabilité des phases vis-à-vis de la radiolyse est vérifiée; seuls les produits néoformés changent. Le troisième axe est une approche par simulation cinétique. Il vérifie la baisse de pH sous irradiation. L'ensemble de ces résultats nous permette de proposer des données nouvelles pour la corrosion anoxique sous irradiation.
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Dates and versions

tel-00945974 , version 1 (18-02-2014)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00945974 , version 1

Cite

Hugues Badet. Effet de la radiolyse sur les systèmes de corrosion anoxiques à très long terme des alliages ferreux. Matériaux. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00945974⟩
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