Laboratoires de chimie analytique

Les Laboratoires de chimie analytique (LCA) aux Laboratoires de Chalk River (LCR) effectuent des analyses chimiques et le développement de procédés chimiques à l’appui des travaux de recherche et développement (R et D) des LNC et de l’industrie nucléaire canadienne. Les LCA effectuent principalement des analyses chimiques inorganiques d’échantillons radioactifs, mais ils peuvent aussi effectuer l’analyse d’échantillons organiques contaminés ou potentiellement radioactifs (par exemple, d’effluents et d’eaux souterraines).

L’intégration entre les Laboratoires de chimie analytique et d’autres installations du site des LCR permet la manipulation rapide d’échantillons de plus grande activité, ce qui ne peut être fait à d’autres laboratoires canadiens. En particulier, les Laboratoires de chimie analytique des LNC peuvent effectuer des analyses chimiques d’échantillons de combustible irradié; y compris du degré d’épuisement du combustible, et l’analyse isotopique de l’uranium et du plutonium.

Au sein du groupe d’analyse radiochimique des LCA, on peut effectuer des séparations chimiques et des analyses des rayonnements alpha, bêta et gamma. Ces tests peuvent identifier et quantifier la teneur en actinides et produits de fission, y compris le tritium, le carbone 14, le cobalt 60, le strontium 90, le zirconium 95, le césium 137 et l’américium 241.

Le groupe d’analyse isotopique des LCA emploie différents types de spectroscopies de masse, y compris: la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif et analyseur quadripolaire et la spectroscopie de masse avec ionisation thermique.  Elles sont utilisées pour effectuer des études hautement spécialisées, y compris :

  • l’analyse hydrogène/deutérium d’échantillons des tubes de force;
  • l’analyse des gaz de fission pour l’examen du combustible après irradiation;
  • l’analyse isotopique de l’uranium et du plutonium pour mesurer l’état d’épuisement du combustible et effectuer la dosimétrie du personnel;
  • l’analyse élémentaire de traces de métaux lourds.

Le groupe d’analyse multi-éléments des LCA met en œuvre des versions à haut rendement de la chromatographie liquide, de la chromatographie ionique et de la spectrométrie d’émission atomique avec plasma à couplage inductif. Ces techniques sont utilisées pour séparer et quantifier l’uranium et le plutonium provenant du combustible nucléaire et des réservoirs de déchets liquides, et de mesurer les éléments à l’état de traces et en grandes concentrations dans les matrices liquides et solides (par exemple, des composés d’alliages ou des échantillons de surveillance de l’environnement).

Le groupe de chimie des LCA effectue des mesures par résonance magnétique nucléaire et par spectroscopie infrarouge pour l’analyse de diverses solutions de flux de déchets et la certification ou recertification des étalons d’eau lourde. Ce groupe apporte également un soutien sur le plan chimique pour l’installation de production de molybdène 99 des LNC et il développe des formulations de ciment pour le projet de cimentation des déchets nucléaires du Programme des responsabilités nucléaires héritées.

Le groupe de technologie du traitement des déchets au sein des LCA développe des technologies pour le traitement des déchets radioactifs provenant du site des LCR et des centrales CANDU®. Ce groupe mène actuellement une démonstration à l’échelle pilote d’un procédé visant à réduire le volume de déchets de solvants aux centrales CANDU.

Enfin, l’atelier de soufflage de verre des LCA fabrique des instruments personnalisés en verre et en quartz destinés à des expériences de R et D et à la production de molybdène.

La Direction de la chimie analytique travaille actuellement avec une entreprise ontarienne pour démontrer les capacités de sa technologie de traitement de l’eau pour l’élimination des radionucléides provenant de divers systèmes de procédés et flux de déchets nucléaires. Elle est également en discussion avec une autre entreprise ontarienne afin d’évaluer l’applicabilité de sa technologie pour le nettoyage des eaux de surface autour de l’usine de Fukushima au Japon.