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Scientific and technological production
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1 to 50 of 270 results
  • Desarrollo de tecnología a escala piloto para depuración de aguas contaminadas con iones metálicos mediante residuos agroalimentario

     Casas Pons, Ignasi; Martínez Martínez, María R.; Miralles Esteban, Nuria; Yacoub Lopez, Cristina; Florido Pérez, Antonio
    Competitive project

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  • Disolución Del Combustible Nuclear Gastado en un Almacenamiento Geológico Profundo. Efecto De Los Productos Radiolíticos Y De Formación De Fases Secundarias  Open access

     Sureda Pastor, Rosa Maria
    Department of Chemical Engineering, Universitat Politècnica de Catalunya
    Theses

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    La gestión adecuada de los residuos radiactivos de elevada actividad es uno de los desafíos más complejos en nuestra sociedad industrializada y que suscita gran polémica social. La cantidad de residuos radiactivos producidos ha aumentado considerablemente debido principalmente a la creciente utilización de las centrales nucleares en la generación de energía eléctrica. El almacenamiento en formaciones geológicas contacto, la concentración de radionucleido en disolución y el pH. Los resultados muestran que la formación de esta fase secundaria sobre la superficie del CNG podría representar uno de los principales procesos de retención de radionucleidos. Por otra parte, la estabilidad de estas fases minerales se verá directamente afectada por dos de los variables más críticas en el campo próximo de un AGP que son la radiación y la temperatura. Los efectos a nivel atómico de la radiación ionizante sobre la estructura de los silicatos de U(VI): soddyíta (UO2)2(SiO4)(H2O)2 y uranofana Ca(UO2)2(SiO3OH)2·5H2O, se han investigado utilizando la técnica de microscopía electrónica de transmisión (TEM), permitiendo la observación in situ de los procesos de amorfización/nanocristalización de estas fases. Los estudios térmicos llevados a cabo mediante termogravimetría (TG) y calorimetría diferencial de barrido (DSC) combinado con la caracterización por difracción de rayos X (XRD) han permitido evidenciar la importancia de los procesos de deshidratación en la integridad estructural de cada fase. Finalmente, se ha estudiado la cinética de la reacción entre el peróxido de hidrógeno y el hidrógeno a temperatura ambiente y en ausencia de productos catalíticos. El seguimiento de la reacción se ha realizado a partir de la disminución de la concentración de peróxido de hidrógeno en disolución con el tiempo, observándose un aumento en la velocidad de reacción a medida que la presión de hidrógeno aumenta. Estos resultados indican que el hidrógeno podría actuar como inhibidor de la disolución de la matriz de CNG consumiendo la principal especie responsable del proceso de alteración oxidativa. profundas (AGP) se presenta como la opción más viable y definitiva para estos residuos. Para garantizar la seguridad del repositorio es necesario desarrollar modelos que predigan el comportamiento del combustible nuclear gastado (CNG) a largo plazo, así como la liberación y migración de radionucleidos (RN) al medio ambiente. La alteración del CNG dependerá de una serie de procesos que tienen lugar una vez el agua subterránea entre en contacto con la superficie del combustible como son, la formación de productos radiolíticos, su efecto en la oxidación de la matriz de UO2 y posterior disolución, y por último la precipitación de fases secundarias. El estudio de estas fases como productos finales del proceso de disolución oxidativa de la matriz es de gran interés ya que pueden afectar a la movilización de actínidos y productos de fisión, y al comportamiento a largo plazo del propio combustible. A parte de estos procesos, también hay que considerar la corrosión anóxica de la cápsula de acero que generará una gran cantidad de hidrógeno que puede influir en la disolución del CNG. Con el objetivo de profundizar en algunos aspectos relacionados con los productos radiolíticos y fases secundarias en el entorno más cercano al residuo, el denominado campo próximo de un AGP, en esta tesis se han desarrollado una serie de estudios que se resumen a continuación. En la primera parte, se ha estudiado la influencia de los productos radiolíticos: hipoclorito, clorito y clorato en la velocidad de disolución del UO2 como análogo a la matriz de CNG. Las velocidades de disolución obtenidas en el caso del hipoclorito, siguiendo la misma metodología experimental, resultaron ser más elevadas que las velocidades obtenidas en presencia de los principales oxidantes, como el oxígeno o el peroxido de hidrógeno. Una segunda parte se ha centrado en aumentar el conocimiento de las fases secundarias de U(VI) más representativas del proceso de alteración oxidativa del CNG. Concretamente, se ha estudiado la adsorción de cesio y estroncio sobre el peroxido de uranilo, studtita (UO2O2 4H2O), en función de distintos parámetros como el tiempo de

    La gestió adequada dels residus radioactius d’elevada activitat és un dels desafiaments més complexos en la nostra societat industrialitzada i que suscita gran polèmica social. La quantitat de residus radioactius produïts ha augmentat considerablement degut principalment a la creixent utilització de les centrals nuclears en la generació d’energía eléctrica. L’ emmagatzematge en formacions geològiques profundes (MGP) es presenta com a opció més viable i definitiva per aquests residus. Per tal de garantir la seguretat del repositori es necessari desenvolupar models que prediguin el comportament del combustible nuclear gastat (CNG) a llarg termini, així com l’alliberament i migració de radionúclids (RN) al medi ambient. L’alteració del CNG dependrà d’una sèrie de processos que tenen lloc un cop l’aigua subterrània entri en contacte amb la superfície del combustible como son, la formació de productes radiolítics, el seu efecte en l’oxidació de la matriu de UO2 i posterior dissolució, i por últim la precipitació de fases secundàries. L’estudi d’aquestes fases com a productes finals del procés de dissolució oxidativa de la matriu es de gran interès ja que poden afectar a la mobilització d’actínids i productes de fissió, i al comportament a llarg termini del propi combustible. A part d’aquests processos també s’ha de considerar la corrosió anòxica de la càpsula d’acer, la qual generarà una gran quantitat d’hidrogen que pot influir en la dissolució del CNG. Amb l’objectiu de profunditzar en alguns aspectes relacionats amb els productes radiolítics i fases secundàries en l’entorn més proper al residu, l’anomenat camp pròxim d’un MGP , en aquesta tesis s’han desenvolupat una sèrie d’estudis que es resumeixen a continuació. En la primera part, s’ha estudiat la influencia dels productes radiolíticos: hipoclorit, clorit i clorat en la velocitat de dissolució del UO2 como anàleg a la matriu de CNG. Les velocitats de dissolució obtingudes en el cas del hipoclorit, seguint la mateixa metodologia experimental, varen resultar ser més elevades que les velocitats obtingudes en presencia dels principals oxidants, como l’oxigen o el peròxid de hidrogen. Una segona part s’ha centrat en augmentar el coneixement de fases secundàries de U(VI) més representatives del procés d’alteració oxidativa del CNG. Concretament, s’han estudiat l’adsorció de cesi i estronci sobre el peròxid d’uranil, studtita (UO2O2 4H2O), en funció de diferents paràmetres com son el temps de contacte, la concentració de radionúclid en dissolució i el pH. Els resultats mostren que la formació d’aquesta fase sobre la superfície del CNG podria representar un dels principals processos de retenció de radionúclids. Per altre banda, l’estabilitat d’aquestes fases minerals es veurà directament afectada per dues de les variables més crítiques en el camp pròxim d’un (MGP) que son la radiació i la temperatura. Els efectes a nivell atòmic de la radiació ionitzant sobre l’estructura dels silicats de U(VI): soddyíta (UO2)2(SiO4)(H2O)2 i uranofana Ca(UO2)2(SiO3OH)2·5H2O, s’han investigat utilitzant la tècnica de microscopía electrònica de transmissió (TEM), que permet l’observació in situ dels processos d’amorfització/nanocristalizació d’aquestes fases. Els estudis tèrmics s’han realitzat mitjançant les tècniques de termogravimetria (TG) i calorimetria diferencial d’escombrat (DSC) combinat amb la caracterització per difracció de raigs X (XRD) que han permès evidenciar la importància dels processos de deshidratació en la integritat estructural de cada fase. Finalment, s’ha estudiat la cinètica de la reacció entre el peròxid de hidrogen i el hidrogen a temperatura ambient i en absència de productes catalítics. El seguiment de la reacció s’ha realitzat a partir de la disminució de la concentració de peròxid de hidrogen en dissolució amb el temps. S’ha observat un augment en la velocitat de reacció a mesura que la pressió de hidrogen augmenta. Aquests resultats indiquen que el hidrogen podria actuar com a inhibidor de la dissolució de la matriu de CNG consumint la principal espècie responsable del procés d’alteració oxidativa.

    Adequate management of High-activity radioactive waste is one of the most complex challenges in our industrialized society, which generates a lot of social controversy surrounding this issue. The amount of radioactive waste produced has increased considerably due, mainly, to the increased use of nuclear energy in generating electricity. Storage in deep geological formations is presented as the most viable option for a final disposal of these wastes. To ensure the safety of the repository it is necessary to develop models that predict the behavior of spent nuclear fuel (SNF) in the long-term storage, as well as the release and migration of radionuclides to the environment. The alteration of SNF under expected representative repository conditions will depend on a number of processes that take place once the groundwater come in contact with the surface of the fuel, such as the formation of radiolitic products, its effect on the matrix oxidation and subsequent dissolution, released of radionuclides contained in the fuel matrix and finally, precipitation of secondary phases. The study of these phases as end products of the oxidative dissolution process is of major interest due to the fact that they may affect the mobilization of actinides and fission products by geochemical processes such as adsorption. A part of these processes, we must also consider the anoxic corrosion of the steel capsule that will generate a large amount of hydrogen which can influence in the dissolution of SNF. In order to get deeper into some aspects of radiolytic products and secondary phases in the near-field of a High-level Nuclear Waste (HLNW) repository, in this thesis we have developed a series of studies which are summarized below. In the first part, the influence of hypochlorite, chlorite and chlorate in the dissolution rate of UO2 as a chemical analogue of the spent fuel matrix, has been studied experimentally. The dissolution rates obtained in this work are found to be higher than the rates determined in the presence of either oxygen or hydrogen peroxide obtained with same experimental methodology. A second part is focused on increasing the knowledge of the most representative secondary phases of U(VI) formed during the oxidative alteration of SNF. Specifically, the adsorption of cesium and strontium onto uranyl peroxide, studtite (UO2O2 4H2O), has been studied as a function of time, radionuclide concentration in solution and pH. The results show that this secondary solid phase formation on the SNF surface could be an important mechanism involved in the retention of radionuclides. On the other hand, the stability of these mineral phases will be directly affected by two of the most critical variables in the near-field of HLNW are radiation and temperature. Atomic-level effects of ionizing radiation on the structure of U(VI) silicates: soddyite (UO2)2(SiO4)(H2O)2 and uranophana Ca(UO2)2(SiO3OH)2·5H2O have been investigated using electron beam irradiation in a transmission electron microscope (TEM), which allows in situ observation of amorphization/nanocristallization processes of these phases. Thermal studies carried out by thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) combined with X-ray diffraction (DRX) have demostrated the importance of dehydration processes in the structural integrity for each phase. Finally, the reaction between aqueous hydrogen peroxide solutions and hydrogen has been studied at room temperature and in the absence of catalytic products. The reaction evolution has been determined by the decrease of hydrogen peroxide concentration with time. A clear effect has been observed, and the rate of reaction is found to be enhanced as the hydrogen pressure is increased. These results indicate that hydrogen could act as an inhibitor of spent fuel matrix dissolution through the consumption of the main species responsible for the oxidative alteration process.

  • Use of a fixed-bed column of grape stalk wastes for heavy metals removal from aqueous solutions

     Valderrama Angel, Cesar Alberto; Casas Pons, Ignasi; Martínez Martínez, María R.; Miralles Esteban, Nuria; Florido Pérez, Antonio
    European Meeting on Environmental Chemistry
    p. 34
    Presentation's date: 2009-12-04
    Presentation of work at congresses

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  • Effect of HBS structure in fast release fraction of 48 GWd/tU PWR fuel

     Pablo Ribas, Joan de; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Casas Pons, Ignasi; Clarens Blanco, Frederic
    International Materials Research Congress
    p. 613-620
    Presentation's date: 2009-05-26
    Presentation of work at congresses

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  • The role of uranium peroxide studtite on the retention of Cs, Sr and Se(VI)

     Pablo Ribas, Joan de; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Casas Pons, Ignasi; Sureda Pastor, Rosa Maria; Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel
    International Materials Research Congress
    p. 621-626
    Presentation's date: 2009-05-26
    Presentation of work at congresses

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  • Formación y Estabilidad de Fases Secundarias de UO2 en las condiciones de un almacenamiento Geológico profundo.

     Rey Cubero, Alexandra
    Department of Engineering Design, Universitat Politècnica de Catalunya
    Theses

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  • UTILIZACIÓN DE RESIDUOS IND. PARA LA DEPURACIÓN DE EFLUENTES CONTAMINADOS CON METALES PESADOS

     Miralles Esteban, Nuria; Martínez Martínez, María R.; Casas Pons, Ignasi; Florido Pérez, Antonio
    Competitive project

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  • EFFECT OF TEMPERATURE ON STUDTITE STABILITY. TG and DSC experiments

     Casas Pons, Ignasi
    E-MRS
    Presentation's date: 2008-01-01
    Presentation of work at congresses

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  • Sorption of cesium on freshly precipitated studtite (UO4¿4H2O). Kinetics and sorption and sorption isotherm

     Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel; Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Martínez-Esparza, A
    MOBILE FISSION AND ACTIVATION PRODUCTS IN NUCLEAR WASTE DISPOSAL
    p. 55-64
    Presentation of work at congresses

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  • KINETICS OF UO2(s) DISSOLUTION IN THE PRESENCE OF HYPOCHLORITE, CHLORITE AND CHLORATE SOLUTIONS

     Sureda, R; Casas Pons, Ignasi; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Pablo Ribas, Joan de
    MRS Symposium: Scientific basis for nuclear waste managementEMENT
    p. 599-604
    Presentation of work at congresses

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  • Rn fractional release of high-burnup fuel:effect of hbs and estimation of accesible grain boundary

     Clarens Blanco, Frederic; Serrano-Purroy, D; Martínez-Esparza, A; Wegen, D; Gonzalez-Robles, E; Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Christiansen, B; Glatz, J P
    MRS Symposium: Scientific basis for nuclear waste managementEMENT
    p. 439-446
    Presentation of work at congresses

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  • Valorització de residus vegetals procedents de processos industrials com biosorbentes per a l'elimincio d'ions mettlaics d'afleuntes aquosos

     Casas Pons, Ignasi; Fiol Santaló, Núria; Florido Pérez, Antonio; Martínez Martínez, María R.; Miralles Esteban, Nuria; Villaescusa, I
    Congrés UPC Sostenible 2015
    p. 1-2
    Presentation of work at congresses

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  • Sorption of cesium on freshly precipitated studtite (UO4·4H2O). Kinetics of sorption and sorption isotherm

     Casas Pons, Ignasi
    International Workshop on Mobile Fission and Activation Products in Nuclear Waste Disposal
    Presentation's date: 2007-01-11
    Presentation of work at congresses

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  • Stability of synthetic uranium(VI) peroxide hydrates under ionizing radiation

     Casas Pons, Ignasi
    Migration 2007
    Presentation's date: 2007-01-01
    Presentation of work at congresses

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  • MAGNETITE SORPTION CAPACITY FOR STRONTIUM AS A FUNCTION OF pH

     Pablo Ribas, Joan de; Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Casas Pons, Ignasi; Clarens Blanco, Frederic
    MRS Symposium: Scientific basis for nuclear waste managementEMENT
    p. 593-598
    Presentation of work at congresses

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  • Equilibris químics en dissolució

     Aguilar Sanjuan, Manuel; Casas Pons, Ignasi; Cortina Pallas, Jose Luis; Farran Marsa, Adriana; Florido Pérez, Antonio; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Martínez Martínez, María R.; Miralles Esteban, Nuria; Pablo Ribas, Joan de; Sastre Requena, Ana Maria
    Date of publication: 2005-09
    Book

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  • VCHEM, Progama de càlcul d'equilibris químics. Aplicació a les assignatures de primer, segon i tercer cicle

     Casas Pons, Ignasi
    Segona Jornada sobre Didàctica i Organització d´Assignatures Basades en l´Experimentació
    Presentation's date: 2005-02-10
    Presentation of work at congresses

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  • Modelling of the spent fuel dissolution rate evolution for repository conditions. Matrix Alteration Model results and sensitivity analyisis

     Quiñones Ruiz, Jose Miguel; Martínez-Esparza, A; CERA, E; Merino, J; BRUNO, J; Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Clarens Blanco, Frederic; Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel
    Materials Research Society Symposium
    p. 433-440
    Presentation of work at congresses

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  • SFM study of the secondary phase formation on UO2 in contact with phosphate solutions

     Casas Pons, Ignasi
    Migration 2005
    Presentation's date: 2005-01-01
    Presentation of work at congresses

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  • Radiolytic modelling of spent fuel oxidative dissolution mechanism. Development of the model and testing with experimental data

     Casas Pons, Ignasi
    Migration 2005
    Presentation's date: 2005-01-01
    Presentation of work at congresses

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  • Sorption of Molybdenum(VI) on Synthetic Magnetite

     Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel; Casas Pons, Ignasi; Pablo Ribas, Joan de; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Clarens Blanco, Frederic; Martínez-Lladó, X; Martínez Lladó, Xavier
    Materials Research Society Symposium
    p. 143-150
    Presentation of work at congresses

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  • Chemical durability and performance of assessment of spent fuel and high level waste forms under simulated repository conditions-Spanish contribution to IAEA project

     Martínez-Esparza, A; Gago, J A; Quiñones Ruiz, Jose Miguel; Iglesias, E; CERA, E; Merino, J; Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi
    Materials Research Society Symposium
    p. 283-290
    Presentation of work at congresses

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  • Role of hydroxyl radicals during oxidative dissolution of UO2 by hydrogen peroxide

     Pablo Ribas, Joan de; Clarens Blanco, Frederic; Casas Pons, Ignasi; Giménez, J; Rovira, M
    Materials Research Society Symposium
    Presentation of work at congresses

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  • D13. Mathematical model development and experiments integration in the MAM

     Andraimbololona, Z; Bruno Salgot, Jorge; Cáceres, J; Cachoir, C; Carbol, P; Casas Pons, Ignasi; Cavedon, JM; Cera, E.; Clarens Blanco, Frederic; Cobos, J; Pablo Ribas, Joan de; Gago, JA; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel; Gla, JP
    Date: 2004-09
    Report

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  • D13. Mathematical model development and experiments integration in the MAM. Annexes.

     Andraimbololona, Z; Bruno Salgot, Jorge; Cáceres, J; Cachoir, C; Carbol, P; Casas Pons, Ignasi; Cavedon, JM; Cera, E.; Clarens Blanco, Frederic; Cobos, J; Pablo Ribas, Joan de; Gago, JA; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Gla, JP; Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel
    Date: 2004-09
    Report

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  • Exàmens de Química I

     Casas Pons, Ignasi; Cortina Pallas, Jose Luis; Farran Marsa, Adriana; Florido Pérez, Antonio; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Martínez Martínez, María R.; Miralles Esteban, Nuria; Pablo Ribas, Joan de; Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel; Sastre Requena, Ana Maria
    Date of publication: 2004-07
    Book

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  • Efecto de la radiólisis y de los productos radiolíticos en la disolución del UO2: Aplicación al modelo de alteración de la matriz del combustible nuclear gastado  Open access

     Clarens Blanco, Frederic
    Department of Chemical Engineering, Universitat Politècnica de Catalunya
    Theses

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    La gestió dels residus radioactius d'alta activitat suposen un dels majors reptes tecnològics de la societat actual, considerant-se la disposició en un Magatzem Geològic Profund (MGP) com la única alternativa viable per a la gestió definitiva d'aquests residus.Per avaluar la seguretat del repositori s'estudia, entre altres fets, com serà l'alliberació i el transport dels RN continguts en la matriu del combustible gastat (CG) tant dins de cada una de les barreres que formen el MGP com el transport entre elles.El Model de l'Alteració de la Matriu (MAM), com el seu nom indica, és el que estudia l'alteració de la matriu del CG formada principalment por UO2, que constitueix la barrera més interna del repositori.En el cas del repositori espanyol, el MAM considerat està basat en un modelo alfa-radiolític, on la radiòlisi de l'aigua subterrània, provocada per la radiació alfa emesa pel mateix CG, genera condicions oxidants en la capa d'aigua més propera a la superfície del mateix que provoquen un augment de la velocitat de dissolució de la matriu del CG i, en conseqüència, l'augment de l'alliberació dels actínids i productes de fissió que conté.Les principals deficiències del MAM fan referència a les incerteses en dades o processos fonamentals com són la densitat de punts de coordinació del CG, les cinètiques de precipitació de fases secundaries, la determinació per separat de la cinètica del procés d'oxidació del de dissolució per l'oxigen així com l'alteració oxidativa del CG pel peròxid de hidrogen.Per intentar donar resposta a aquestes limitacions, en la present tesi s'han desenvolupat una sèrie de treballs, utilitzant UO2 no irradiat com anàleg químic de la matriu del CG.Així, en el capítol 4 s'ha determinat la densitat de punts de coordinació del UO2 y del U3O8 mitjançant valoracions potenciomètriques àcid-base.En el capítol 5 s'ha estudiat l'alteració del UO2 per efecte de l'oxigen mitjançant assaigs estàtics en medi carbonat amb un reactor específicament dissenyat per aquests experiments, que permet evitar la presencia de fase gas en el seu interior, determinant la velocitat del procés d'oxidació i del de dissolució per separat. La principal conclusió és que les velocitats de dissolució obtingudes a baixes concentracions de bicarbonat no són representatives de l'estat real d'alteració del UO2.En el capítol 6 s'ha estudiat l'efecte del peròxid de hidrogen en l'alteració del UO2 en funció de diferents paràmetres com son la concentració de peròxid de hidrogen, tant en presencia com en absència de bicarbonats, la concentració de bicarbonats, el pH, la temperatura i la pressió, determinant-se les respectives equacions empíriques de velocitat de dissolució.En base als resultats obtinguts en les cinètiques de dissolució anteriors, i juntament amb els resultats d'una sèrie d'experiments desenvolupats per estudiar la implicació del radical hidroxil en l'oxidació del UO2 pel peròxid de hidrogen, s'ha proposat un model conceptual, basat en la reacció de Fenton, per a l'alteració oxidativa del UO2 pel peròxid de hidrogen que permet explicar tant els canvis de comportament observats en les diferents series de la present tesi com les observacions publicades en la bibliografia.Als capítols 5 y 6 s'ha estudiat el procés d'alteració del UO2 a escala nanomètrica mitjançant la microscopía de força (SFM), amb la què s'ha pogut determinar la cinètica de precipitació de la studtita, un peròxid d'urani.Finalment, en el capítol 7 s'han realitzat els primers estudis publicats a la literatura on s'ha estudiat l'efecte de la radiació BETA en l'alteració oxidativa del UO2 mitjançant una font d'irradiació de Sr-Y externa. Aquests estudis son necessaris tant per a poder entendre els experiments realitzats amb CG fresc com per justificar la no inclusió d'aquesta radiació dins del MAM. En aquests experiments s'ha posat de manifest que el peròxid d'hidrogen generat és la principal espècie responsable de l'alteració del UO2 per efecte de la radiació BETA.

    La gestión de los residuos radioactivos de alta actividad supone uno de los mayores desafíos tecnológicos de la sociedad actual, considerándose la disposición en un Almacén Geológico Profundo (AGP) como la única alternativa viable para la gestión definitiva de estos residuos.Para evaluar la seguridad del repositorio se estudia, entre otros, cómo será la liberación y transporte de los RN contenidos en la matriz del combustible gastado (CG) tanto dentro de cada una de las barreras que forman el AGP como entre las mismas.El Modelo de la Alteración de la Matriz (MAM), como su nombre indica, es el encargado de estudiar la alteración de la matriz del CG compuesta principalmente por UO2, que constituye la barrera más interna del repositorio.En el caso del repositorio español, el MAM considerado se basa en un modelo alfa-radiolítico, donde la radiólisis del agua subterránea provocada por la radiación alfa emitida por el CG genera condiciones oxidantes en la capa de agua que rodea la superficie del mismo que provocan un aumento de la velocidad de disolución de la matriz del CG, y en consecuencia, el aumento de la liberación de los actínidos y productos de fisión que contiene.Las principales deficiencias del MAM hacen referencia a las incertidumbres en los datos o procesos fundamentales como son: la densidad de puntos de coordinación del CG, las cinéticas de precipitación de fases secundarias, la determinación del proceso de oxidación por el oxígeno, y la alteración del CG por el peróxido de hidrógeno.Para intentar dar respuesta a estas limitaciones, en la presente tesis se han desarrollado una serie de trabajos, utilizando UO2 no irradiado como análogo químico de la matriz CG.Así, en el capítulo 4 se ha determinado la densidad de puntos de coordinación del UO2 y del U3O8 mediante valoraciones potenciométricas ácido-base.En el capítulo 5 se ha estudiado la alteración del UO2 por efecto del oxígeno mediante ensayos estáticos en medio carbonato en un reactor específicamente diseñado para evitar la presencia de fase gas, determinando la velocidad de oxidación y de disolución por separado. La principal conclusión es que las velocidades de disolución obtenidas a bajas concentraciones de bicarbonato no son representativas del estado real de alteración del UO2.En el capítulo 6 se ha estudiado el efecto del peróxido de hidrógeno en la alteración del UO2 en función de distintos parámetros como son la concentración de peróxido de hidrógeno, tanto en presencia como en ausencia de bicarbonatos, la concentración de bicarbonatos, el pH, la temperatura y la presión, determinándose las respectivas ecuaciones empíricas de velocidad de disolución.En base a los resultados obtenidos en las cinéticas de disolución anteriores, junto a una serie de experimentos desarrollados para estudiar la implicación del radical hidroxilo en la oxidación del UO2 por el peróxido de hidrógeno, se ha propuesto un modelo conceptual, basado en la reacción de Fenton, para la alteración oxidativa del UO2 por el peróxido de hidrógeno que permite explicar tanto los cambios de comportamiento observados en las distintas series de la presente tesis como las observaciones publicadas en la bibliografía.Dentro de los capítulos 5 y 6 se ha estudiado el proceso de alteración del UO2 a escala nanométrica mediante la microscopía de fuerza (SFM), técnica con la que se ha podido determinar la cinética de precipitación de la studtita.Finalmente, en el capítulo 7, se han realizado los primeros estudios publicados en la literatura científica, en los que se ha estudiado el efecto de la radiación BETA en la alteración oxidativa del UO2. Estos estudios son necesarios tanto para poder entender los experimentos realizados con CG fresco, como para justificar la no inclusión de esta radiación dentro del MAM. En estos experimentos se ha puesto de manifiesto que el peróxido de hidrógeno generado es la principal especie responsable de la alteración del UO2 por efecto de la radiación BETA.

    The management of the high level radioactive waste supposes one of the greatest technological challenges for our society, considering the disposal in a Deep Geological Repository as the only viable alternative for the definitive management of these wastes.During the repository performance assessment one studies, among others, how it will be the release and the transport of the RN contained in the spent fuel matrix inside and between each one of the barriers that form the repository.The Matrix Alteration Model (MAM), as its name indicates, is the one in charge to mainly study the alteration of the spent fuel matrix mainly UO2, that constitutes the most internal barrier of the repository.In the case of Spanish repository, the considered MAM is based on an alfa-radiolytic model, where the radiolysis of the groundwater caused by the alpha radiation emitted from the spent fuel (SF) itself generates oxidizing conditions in the layers of water more closed to SF surface that cause an increase in the rate of spent fuel matrix dissolution, and the consequent increase in the release of actinides and fission products that are embedded in it.The main deficiencies in the MAM are related to the uncertainties in data or in fundamental processes such as the SF surface site densities, the kinetic constants rates for secondary phases precipitation, to separate the uranium dioxide oxidation from the dissolution process in oxygen media and the SF alteration by hydrogen peroxide.In order to decrease some of these limitations in the MAM, in the present thesis, using non-irradiated UO2 as a chemical analogue of the spent fuel matrix, a series of experimental work has been undertaken.Thus, in chapter 4 the surface site densities of UO2 and U3O8 has been determined by means of a potentiometric acid-base titrations of solid suspensions.In chapter 5, the UO2 oxidation and dissolution kinetics rates have been determined in oxygen and bicarbonate media by means of batch tests, in a specifically designed reactor to prevent the presence of any gas phase. The main conclusion is that the dissolution rates obtained at low bicarbonate concentrations are not representative for the real alteration of the UO2.In chapter 6, the effect of the hydrogen peroxide in the oxidative alteration of the UO2 has been studied in function of different parameters as the hydrogen peroxide concentration, with and without bicarbonate media, the concentration of bicarbonate, the pH, the temperature and the pressure, determining the respective empirical equations for UO2 dissolution kinetics rates.

  • Pràctiques de Química I i Ampliació de Química I: reaccions inorgàniques

     Aguilar Sanjuan, Manuel; Casas Pons, Ignasi; Cortina Pallas, Jose Luis; Farran Marsa, Adriana; Florido Pérez, Antonio; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Martínez Martínez, María R.; Miralles Esteban, Nuria; Pablo Ribas, Joan de; Sastre Requena, Ana Maria
    Date of publication: 2004-04
    Book

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  • Dynamic leaching of spent UO2 fuel under oxidising conditions

     Serrano-Purroy, D; Glatz, J P; Hollas, S; Wegen, D.H.; Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier
    International Conference on Nuclear and RadioChemistry
    p. 551-553
    Presentation of work at congresses

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  • Influence of Beta radiationon the UO2 dissolution at different pH

     Clarens Blanco, Frederic; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Dies Llovera, Javier; Quiñones Ruiz, Jose Miguel
    International Conference on Nuclear and RadioChemistry
    p. 566-567
    Presentation of work at congresses

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  • The oxidative dissolution mechanism of uranium dioxide: The effect of pH and oxygen partial pressure

     Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Giménez, J; Clarens Blanco, Frederic; Duro, L; BRUNO, J
    Date of publication: 2004-01
    Book chapter

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  • Surface sites densities of Uranium Oxides: UO2, U3O8

     Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi
    Date of publication: 2004-01
    Book chapter

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  • Sorption of Caesium on commercial magnetite with low silica content: Experimental modelling

     Casas Pons, Ignasi; Pablo Ribas, Joan de; Rovira, M; Giménez, J; Clarens Blanco, Frederic
    Date of publication: 2004-01
    Book chapter

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  • Liberación y movilidad de los radionucleidos contenidos en el combustible gastado: Ensayos experimentales

     Casas Pons, Ignasi
    Vª JORNADAS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN GESTION DE RESIDUOS RADIACTIVOS.
    Presentation's date: 2003-12-01
    Presentation of work at congresses

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  • Modelos de alteración (oxidación-disolución) del combustible gastado (CG)

     Casas Pons, Ignasi
    Vª JORNADAS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN GESTION DE RESIDUOS RADIACTIVOS.
    Presentation's date: 2003-12-01
    Presentation of work at congresses

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  • Proyecto Spent Fuel Stability. Estabilidad del combustible gastado

     Casas Pons, Ignasi
    Vª JORNADAS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN GESTION DE RESIDUOS RADIACTIVOS.
    Presentation's date: 2003-12-01
    Presentation of work at congresses

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  • Combustible.com

     Casas Pons, Ignasi
    Vª JORNADAS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN GESTION DE RESIDUOS RADIACTIVOS.
    Presentation's date: 2003-12-01
    Presentation of work at congresses

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  • Caracterización y análisis del combustible gastado

     Casas Pons, Ignasi
    Vª JORNADAS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN GESTION DE RESIDUOS RADIACTIVOS.
    Presentation's date: 2003-12-01
    Presentation of work at congresses

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  • Estudios de caracterización de combustibles nucleares irradiados

     Casas Pons, Ignasi
    Vª JORNADAS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN GESTION DE RESIDUOS RADIACTIVOS.
    Presentation's date: 2003-12-01
    Presentation of work at congresses

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  • Modelización del comportamiento del combustible gastado en condiciones de repositorio

     Casas Pons, Ignasi
    Vª JORNADAS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN GESTION DE RESIDUOS RADIACTIVOS.
    Presentation's date: 2003-12-01
    Presentation of work at congresses

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  • Contribución experimental al estudio de la matriz del combustible

     Casas Pons, Ignasi
    Vª JORNADAS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN GESTION DE RESIDUOS RADIACTIVOS.
    Presentation's date: 2003-12-01
    Presentation of work at congresses

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  • Model radiolítico de la alteración de la matriz combustible gastado en un medio arcilloso

     Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel
    Date: 2003-11
    Report

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  • Effect of beta-radiation on the non irradiated UO2(s) dissolution

     Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Clarens Blanco, Frederic; Giménez, J; Sevilla, M; Dies Llovera, Javier
    Date of publication: 2003-11
    Book chapter

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  • Cesium and Niobium transport through poorly cemented sandstonefrom Krasnoyarsk-26 (Russian Federation): From batch to transport experiments

     Casas Pons, Ignasi; Pablo Ribas, Joan de; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Merino, Joan M.; Arasanz, Emilio; Torres, Josep; Rovira Boixaderas, Miguel Arcangel
    Date of publication: 2003-11
    Book chapter

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  • Sistema de Irradiación beta para evaluar el comportamiento de la disolucion de UO2 no irradiado

     Clarens Blanco, Frederic; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Sevilla Sanz, Manuel; Puig, F; Dies Llovera, Javier
    Sociedad Nuclear Española. Reunión
    Presentation's date: 2003-10-01
    Presentation of work at congresses

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  • Equilibri iònic i cinètica. Problemes

     Aguilar Sanjuan, Manuel; Casas Pons, Ignasi; Cortina Pallas, Jose Luis; Farran Marsa, Adriana; Florido Pérez, Antonio; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier; Martínez Martínez, María R.; Miralles Esteban, Nuria; Pablo Ribas, Joan de; Sastre Requena, Ana Maria
    Date of publication: 2003-09
    Book

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  • Análisis de sensibilidad del modelo de alteración de la matriz del combustible gastado

     Pablo Ribas, Joan de; Casas Pons, Ignasi; Gimenez Izquierdo, Francisco Javier
    Date: 2003-09
    Report

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