Résumé
Les verres à base aluminoborosilicatés dopés en bismuth ont suscité un intérêt croissant en tant que matrice potentielle pour l'immobilisation des déchets nucléaires, notamment car les sorbants à base de bismuth présentent une affinité accrue pour l'adsorption des radio-isotopes volatils. Parallèlement, il a récemment été démontré que l'utilisation de conditions de haute pression constituait un outil intéressant pour améliorer la rétention des éléments volatils lors de la synthèse du verre. Cette étude tente de combiner ces deux domaines en montrant une amélioration significative de l'incorporation de l'iode dans la structure des verres contenant du Bi; synthétisés dans des conditions de haute pression (1 GPa et 1250 °C) par rapport aux verres sans Bi ou aux verres contenant du Bi obtenus à pression ambiante. Deux séries de verres ont été étudiées dans un système a base silicaté, avec une teneur élevée (~13 mol.% Al2O3) ou faible (~5mol.% Al2O3) en Al2O3 et une teneur en Bi2O3 comprise entre 0,5 et 16 mol.%. Nous montrons que l'incorporation d'I augmente avec l'augmentation de Bi2O3 et peut atteindre jusqu'à 2,8 mol.%, ce qui est beaucoup plus élevé que les verres comparables sans Bi synthétisés dans les mêmes conditions. L'analyse RMN 11B a démontré une diminution drastique de la proportion de BO4 tétraédrique avec l'augmentation de la teneur en Bi2O3, quelle que soit la teneur en alumine. Le 27Al a montré une grande majorité d'Al IV, avec une augmentation régulière de CN Al pour la série riche en Al, et un CN Al presque constant pour la série pauvre en Al à mesure que nous augmentons la teneur en Bi2O3. Les spectres XPS O 1s montrent un changement clair vers une dépolymérisation générale de la structure du verre avec l'augmentation de la teneur en Bi2O3 . Cela confirme le rôle de modificateur de réseau du Bi 3+ dans un tel système de verre et explique l'augmentation de la teneur en I. Ces travaux ouvrent la voie à la synthèse d'une nouvelle composition de verre à haute pression pour répondre au problème mondial des déchets nucléaires volatils.