Extrapolation dans le temps des cinétiques de production des produits de dégradation radiolytique : application à un polyuréthane

La prediction de l’impact sur l’environnement d’un eventuel stockage geologique de polymeres necessite la connaissance du mecanisme de degradation radiolytique et de sa cinetique en condition anaerobie et aerobie. Le contexte impose de considerer l’effet de fortes doses (>MGy) et la variation du debit de dose. Le materiau etudie est un polyurethanne compose de segments souples type polyether et de segments rigides aromatiques. Le mecanisme de degradation a ete elabore a partir de l’analyse des materiaux soumis a des irradiation de simulation (electrons acceleres a fort debit de dose et rayonnements gamma) par spectroscopie IRTF et des produits de degradation gazeux et liquides par CES et SM gaz. L’etude des processus radicalaires par RPE et la determination des rendements radiolytiques de consommation d’oxygene et de formation de gaz ont permis l’obtention de donnees cinetiques et d’evaluer l’influence du debit de dose et des fortes doses. La radiooxydation du polyurethanne concerne principalement les segments souples qui reticulent et forment par coupures des composes oxydes (esters, acides carboxyliques, alcools). La cinetique de recombinaison radicalaire est rapide et l’effet du debit de dose, limite. Apres 10 MGy, un equilibre s’etablit entre reactions de branchement et de coupure et les produits de faible masse moleculaire s’accumulent. Enfin, le relâchement dans l’eau des produits de degradation est influence par le taux d’oxydation et la temperature. Apres 10 MGy, la fraction soluble se stabilise a 25%. Les molecules hydrosolubles identifiees par ESI-MS (alcools, aldehydes, acides carboxyliques) pourraient complexer les radionucleides.