Titanates de sodium nanostructurés pour la rétention des ions Sr2+. Equipe d'accueil : équipe Chimie du Solide et Matériaux, UMR 6226 Responsables ENSCR E. Le Fur, T. Bataille, L. Le Pollès. Tél. : 02 23 23 80 16 [email protected], [email protected], [email protected]. Responsables Arronax : Nathalie Michel, Marcel Mockili Description du projet : Le strontium-82 (T1/2 = 25.34j) est le père du rubidium-82 (T1/2 = 75 s) qui est utilisé en imagerie TEP cardiologie en Amérique du nord. Le rubidium-82 permet de réaliser une mesure du flux sanguin et ainsi de diagnostiquer les insuffisances coronariennes avec une meilleure spécificité que les techniques actuellement utilisées. L’utilisation en Europe devrait intervenir dans un futur proche. Actuellement Arronax est le seul le cyclotron en Europe à pouvoir produire du strontium-82. Le rubidium-82 est produit à partir d’un générateur 82Sr/82Rb constitué d'une colonne contenant un composé échangeur ionique sur lequel est fixé une activité déterminée de strontium 82 (82Sr), père du rubidium 82, dont la période de décroissance radioactive en rubidium 82 est de 25,5 jours. La forte rétention des alcalino-terreux lourds ou autres métaux par ces matériaux échangeurs d’ions, outre leur utilisation en médecine nucléaire ouvre de nombreuses perspectives dans des domaines tels que le traitement des eaux de consommation humaines dont la radioactivité dépasse le seuil réglementaire ou le traitement des effluents liquides radioactifs. Ces dernières années, le nonatitanate de sodium (« Na4Ti9O20 ») s’est avéré un bon candidat pour la séparation des radionucléides dans les échangeurs ioniques en raison de sa très forte rétention des alcalino-terreux et une meilleure sélectivité de séparation vis-à-vis d’autres éléments comme les alcalins ou les terres rares1,2,3. Toutefois, la structure exacte des nonatitanate reste encore très largement controversée notamment du fait de la très faible cristallinité du matériau. De plus, l’hétérogénéité en taille des nano-objets synthétisés rend difficile l’identification de la phase la plus efficace et limite la compréhension des mécanismes. Dans ce contexte, fort d’une expérience de préparation de ces matériaux, nous proposons de travailler à l’optimisation les conditions de synthèse des nonatitanates afin d’obtenir un matériau dont les propriétés de séparation des radionucléides sont optimales et à assurer une reproductibilité dans la préparation du matériau. Les propriétés de rétention de radionucléides des matériaux seront évaluées en collaboration avec des équipes des laboratoires ARRONAX afin d’identifier le(s) matériaux le(s) plus efficace(s) pour l’application visée. Un des points clé est la détermination de la nature de la ou des phases active(s). Afin d’améliorer la caractérisation structurale de ces matériaux fera l’objet d’une approche couplant la diffraction des rayons X, la RMN du solide et la microscopie électronique (en transmission, à balayage). Bibliographie 1. P. Sylvester, Ion exchange materials for the separation of 90Y from 90Sr, U.S. Pat. Appl. Publ. (2003), US 20030231994 A1 20031218. 2. T. Moller, T. Adams, A. Cisar, H. Gali, and P. Sylvester, Rubidium-82 generator based on sodium nonatitanate support, and improved separation methods for the recovery of strontium-82 from irradiated targets, U.S. Pat. Appl. Publ. (2005), US 20050058839 A1 20050317. 3. A. Clearfield, in Environmental Applications of Nanomaterials, Imperial College Press, London, UK, 2nd edition., 2012, pp. 159–206.