Poster De Conférence Année : 2022

Analyses Coulométriques de l’Uranium sur Electrodes en Diamant Dopé au Bore (BDD)

Résumé

La Coulometrie à Potentiel Contrôlé (CPC) est une technique d’analyse permettant de déterminer de manière très exacte la concentration d’une espèce électroactive en solution à travers la mesure d’une quantité d’électricité mise en jeu lors d’une transformation électrochimique [1]. Etant une méthode primaire uniquement raccordée à des étalons physiques, la CPC permet d’accéder à une grande exactitude avec des incertitudes inférieures à 0,1% [2]. En raison de ces faibles niveaux d’incertitude et de la faible quantité de matière mise en jeu, la CPC suscite un regain d’intérêt dans le milieu de la métrologie nucléaire [3]. Notamment, la technique a été adoptée avec succès pour la détermination des fractions massiques de Pu et d’U dans les matériaux ou solutions de référence [3,4]. Cependant, l’application de la CPC est limitée par le matériau de électrodes de travail. En effet, l’Au – mis en jeu pour les analyses du Pu – dispose d’une fenêtre électrochimique restreinte dans les milieux acides ce qui exclut son application aux dosages de l’U [1,5]. Traditionnellement effectués par réduction de l’U(VI) en U(IV) sur une électrode de travail en Hg – matériau d’électrode connu pour sa forte surtension vis à vis de la réduction du proton mais dont l’usage est désormais interdit en milieu nucléaire – le dosage de l’U par CPC est devenu un défi pour la métrologie nucléaire. Parmi les différents matériaux modernes d’électrode, le diamant dopé au bore (BDD) possède une haute stabilité chimique et des propriétés électroniques intéressantes, parmi lesquelles une fenêtre électrochimique particulièrement large (-1,5 à 1,6 V en milieu H2SO4 0,5 M) [6]. Ces caractéristiques font du BDD une alternative au Hg particulièrement attrayante pour la caractérisation des solutions aqueuses acides d’U par CPC. Nous présentons ici les travaux effectués sur l’application des électrodes en BDD pour le dosage coulométrique de solutions d’U. Par le biais d’études électrochimiques préliminaires, les conditions optimales d’analyse de l’U avec des électrodes en BDD ont été fixées. Fort de ces connaissances, les paramètres de l’analyse coulométrique ont été affinés et les performances de la méthode en terme d’exactitude ont pu être évaluées. Ces résultats ont confirmé l’attrait du BDD non seulement pour les analyses de l’U mais aussi vis-à-vis des autres éléments à caractère électropositif. Permettant, dans un contexte futur, d’envisager la renaissance des dosages de l’U par CPC dans le domaine de la métrologie nucléaire.

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  • HAL Id : hal-04715862 , version 1

Citer

Giacomo Canciani, Davrain Ygor, Sébastien Picart. Analyses Coulométriques de l’Uranium sur Electrodes en Diamant Dopé au Bore (BDD). Journées d'Electrochimie 2022, Jul 2022, Mons, Belgique. ⟨hal-04715862⟩
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