Possibilités analytiques de l'Analyse Thermique à Vitesse de transformation Contrôlée : thermolyse du nitrate d'uranyle hexahydraté

¹ Centre de Thermodynamique et de Microcalorimétrie du CNRS, 26 rue du 141e R.I.A., 13003 Marseille, France.
² Université des Sciences et Techniques du Languedoc, Chimie Minérale D, Place Eugène Bataillon, 34060 Montpellier, France.
³ Université de Provence, Place Victor Hugo, 13331 Marseille, France.
⁴ Uranium-Pechiney, B.P. Tour Manhattan, Cedex 21, 92087 Paris-la-Défense, France.

Résumé

La thermolyse du nitrate d'uranyle hexahydraté sous pression réduite a été effectuée par Analyse Thermique à Vitesse de transformation Contrôlée, en contrôlant indépendamment la pression et la vitesse de réaction. Les étapes de la thermolyse sont d'autant mieux séparées que celle-ci est effectuée plus lentement. L'analyse, par spectrométrie de masse, de la phase gazeuse produite pendant la décomposition ainsi que l'analyse par RX des produits formés permettent de montrer que la nature de ceux-ci est très influencée par la pression à laquelle est effectuée la thermolyse. Sous 5.10^-2 mbar, le nitrate d'uranyle anhydre formé est transformé en trioxyde d'uranium en une seule étape. Sous 10 mbar, le nitrate d'uranyle anhydre obtenu contient deux phases distinctes et sa dénitration s'effectue en deux étapes. Sous 40 mbar, la dénitration et la déshydratation du nitrate d'uranyle monohydraté se produisent simultanément.

Abstract

The thermolysis of uranyl nitrate hexahydraté has been carried out under pressures ranging from 5.10^-2 to 40 mbar by means of Controlled transformation Rate Thermal Analysis (CRTA). Pressure and rate of reaction have been controlled independently. It is clearly shown that the slower the reaction rate, the better the separation of the steps. The analysis of the gas evolved (by mass spectrometry) together with the X-ray analysis of the solid products show that the composition and structure of the latter mainly depend on the value of the controlled pressure. The uranyl nitrate obtained under 5.10^-2 mbar transforms in one step into uranium trioxide, whereas, when obtained under 10 mbar, it contains two phases leading to a two-step denitration. Finally, under 40 mbar, denitration and dehydration of uranyl nitrate monohydrate occur simultaneously.