Caractéristiques physiques et chimiques de la baddeleyite (zircone monoclinique) en milieu naturel: aperçu et étude de cas

Ce rapport donne un aperçu de l’occurrence naturelle, des caractéristiques physiques et de la composition chimique du minéral baddeleyite, idéalement du ZrO2. Une étude de la littérature montre que la baddeleyite est répandue dans la nature en tant que minéral à l’état de traces, mais a une composition plutôt limitée de 87 à 99% en poids de ZrO2, la majeure partie du reste étant composée de FeO, de TiO2 et de HfO2. La baddeleyite naturelle est invariablement monoclinique en raison des faibles concentrations de gros cations tels que Ca et Y. Bien que les concentrations de Th et de U soient faibles (généralement < 1500 ppm U et < 100 ppm Th), la dose cumulative de désintégration alpha atteint 0,1-1,1 × 1016 mg–1 pour les échantillons âgés de 1-2 × 109 ans Les données disponibles suggèrent également que la baddeleyite est très durable dans les fluides aqueux. Pour les applications sous forme de déchets nucléaires, les effets des dommages causés par les rayonnements et la durabilité de la baddeleyite doivent être examinés plus en détail. Une étude de cas de la baddeleyite du complexe de carbonatite de Jacupiranga, dans le sud du Brésil, fournit des informations supplémentaires sur la chimie des cristaux, la durabilité et les effets des dommages dus aux radiations du minéral. Ces travaux montrent que la baddeleyite peut incorporer jusqu’à 4,1% en poids de Nb2O5 et 1,2% en poids de Ta2O5. L’incorporation de Nb5+ et Ta5+ est partiellement compensée par l’incorporation jusqu’à 0,4% en poids de MgO et 0,3% en poids de FeO dans une substitution équilibrée en charge de la forme 3Zr↔2 (Nb, Ta) + (Mg, Fe). Des mécanismes de substitution similaires peuvent permettre l’incorporation de Np5+ dans les phases ZrO2 des matrices de combustible et de déchets. Le minéral est très résistant à l’altération hydrothermale qui affecte les cristaux d’uranpyrochlore associés. Beaucoup de cristaux de baddeleyite sont partiellement enfermés dans les grains d’uranpyrochlore qui contiennent 19-26% en poids d’UO2 et 0,3–3,5% en poids de ThO2. Ces cristaux de baddeleyite ont reçu des doses maximales de particules alpha de 3-4,5 × 1016 mg-1 à moins de 10 µm de la limite des grains d’uranpyrochlore, mais l’irradiation intense n’a affecté ni l’intégrité structurelle ni la durabilité aqueuse du minéral.

Ce rapport donne un aperçu de l’occurrence naturelle, des caractéristiques physiques et de la composition chimique du minéral baddeleyite, idéalement du ZrO2. Une étude de la littérature montre que la baddeleyite est répandue dans la nature en tant que minéral à l’état de traces, mais a une composition plutôt limitée de 87 à 99% en…

Ce rapport donne un aperçu de l’occurrence naturelle, des caractéristiques physiques et de la composition chimique du minéral baddeleyite, idéalement du ZrO2. Une étude de la littérature montre que la baddeleyite est répandue dans la nature en tant que minéral à l’état de traces, mais a une composition plutôt limitée de 87 à 99% en…

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