Descripció del projecte
ThermoChimie és una base de dades termodinàmica de gran qualitat, establerta el 1995, centrada en proporcionar conjunts de dades rellevants per a la modelització geoquímica de les instal·lacions de dipòsit geològic cimentaci d’emmagatzematge de residus radioactius. Una sèrie d’investigacions bibliogràfiques realitzades entre el 2017 i el 2021 van identificar que les dades termodinàmiques per a la complexació de ftalats amb radionúclids, en condicions rellevants (pH 8-13), eren extremadament escasses i que mancava una comprensió general del comportament d’aquestes espècies en comparació amb altres agents complexants orgànics.
L’objectiu general de la tesi doctoral proposada és dissenyar i dur a terme un programa de recerca experimental sobre el comportament de la complexació dels radioelements amb ftalats per ajudar a abordar les mancances de dades clau a la base de dades de ThermoChimie. L’equip estarà format per 4 institucions diferents: Amphos 21, UPC, KIT-INE i CEA.
L’estudi del comportament dels radionúclids i dels elements tòxics en les condicions del dipòsit i la influència dels lligands orgànics en aquest comportament és una de les fortaleses de les diferents organitzacions involucrades en el projecte. Els membres de l’equip també tenen una àmplia experiència en el desenvolupament de bases de dades termodinàmiques, incloent ThermoChimie, Thereda, Prodata i el projecte NEA-TDB. Com a resultat, l’equip proposat es troba en una excel·lent posició per centrar els resultats del projecte en les necessitats i requisits de a) construcció de la base de dades ThermoChimie i b) satisfer les necessitats dels exercicis d’avaluació de l’actuació.
L’estudiant de doctorat estarà acollit per Amphos 21, però es realitzaran experiments específics a cada una de les institucions. Per facilitar la realització dels experiments i minimitzar els procediments administratius, s’espera que l’estudiant realitzi estades a llarg termini (d’almenys 1 any per estada) a UPC, KIT-INE i CEA. Els períodes a l’estranger són extensos per permetre a l’estudiant aprofitar al màxim les diferents estades, tant des del punt de vista científic com personal. La feina de l’estudiant s’estructurarà en les següents tasques:
-Tasca 1: Revisió bibliogràfica limitada a la informació no abastada pels estudis bibliogràfics anteriors. Identificació de les condicions més apropiades per a les configuracions experimentals (per exemple: sòlids adequats per a ser utilitzats en els experiments de solubilitat, o interval de condicions de pH rellevants que no es troben en les dades bibliogràfiques anteriors).
-Tasca 2: Experiments de solubilitat de ftalats. Definició de les restriccions de solubilitat i determinació de la solubilitat del ftalat sota les condicions de pH a estudiar.
-Tasca 3: Experiments potenciomètrics per revisar la complexació de Ca-ftalat.
-Tasca 4: Experiments inicials de solubilitat i/o exploratoris TRLFS per als elements trivalents (Nd(III) i Cm(III)) i tetravalents (Pu(IV) o Np(IV)). Si el ftalat no té un impacte rellevant en aquests elements, es podria estudiar també el Np(V).
-Tasca 5: Experiments detallats de solubilitat i exploratoris TRLFS, limitats als elements més rellevants identificats en el pas anterior. Modelització i interpretació de dades.
-Tasca 6: Treball amb tècniques complementàries i avaluació de l’efecte dels ions competidors, si és apropiat.
-Tasca 7: Experiments inicials de solubilitat i/o exploratoris TRLFS per als elements trivalents (Eu(III)) i tetravalents (Th(IV)). Si el ftalat no té un impacte rellevant en aquests elements, es podria estudiar també el Pu(V) o U(VI).
-Tasca 8: Experiments detallats de solubilitat i exploratoris TRLFS, limitats als elements més rellevants identificats en el pas anterior. Modelització i interpretació de dades.
-Tasca 9: Treball amb tècniques complementàries i avaluació de l’efecte dels ions competidors, si és apropiat.
-Tasca 10: Modelització i interpretació de dades, amb un enfocament especial en el desenvolupament i les necessitats de ThermoChimie. A més dels resultats dels experiments del projecte de doctorat, la modelització integrarà la informació addicional disponible a partir d’experiments de solubilitat, espectroscòpia o sorció en la bibliografia.
-Tasca 11: Redacció de la tesi doctoral.
