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Keywords:

  • uranium oxalate;
  • precipitation;
  • kinetics;
  • nucleation;
  • crystal growth

Abstract

A specific apparatus and an original batch method are developed for, respectively, nucleation and crystal growth rate measurements in a hostile environment, such as glove box. Primary nucleation and crystal growth kinetic rates for uranium oxalate are measured over a wide range of temperatures and solution concentrations. The nucleation rate obeys the Volmer-Weber equation, with activation energies of 182 kJ.mol−1 for the homogeneous nucleation and 102 kJ.mol−1 for the heterogeneous one. The crystal growth rate is first order with respect to the supersaturation and controlled by a surface integration mechanism, characterized by a 29 kJ.mol1 activation energy.

Un appareil spécifique et une méthode originale en réacteur fermé ont été développés afin de déterminer les cinétiques de nucléation et de croissance cristalline de substances toxiques et/ou radioactives. Ces méthodes ont été appliquées à l'étude de la précipitation de l'oxalate d'uranium(IV). La cinétique de nucléation primaire vérifie la théorie de Volmer-Weber et présente des énergies d'activation pour les processus homogène et hétérogène, respectivement, de 182 kJ.mol−1 et 102 kJ.mol−1. La loi de croissance cristalline est du premier ordre par rapport à la sursaturation. Elle est contrôlée par l'étape d'intégration au réseau cristallin, avec une énergie d'activation de 29 kJ.mol−1.