L'iode 129 et le carbone 14 sont deux radionucléides à vie longue, issus du combustible nucléaire usé. Actuellement, leur gestion inclut des traitements complexes et un rejet règlementé dont les conditions sont susceptibles d'évoluer. Ainsi, de nouveaux systèmes de conditionnement pour ces radionucléides sont à l'étude. Le projet D-CLIC, financé par France 2030, et issu d'un consortium entre le CEA-ISEC, le CIRIMAT, l'ICB et le LSI, vise à développer une matrice de conditionnement ne contenant pas d'élément toxique et qui soit stable chimiquement. Pour cela, l'hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2 est un matériau prometteur qui dispose d'une grande flexibilité structurale lui permettant d'accommoder différents anions représentatifs des radionucléides 129I et 14C, en substitution dans sa structure cristalline.

Les travaux de stage consisteront à étudier la cristallochimie des hydroxyapatites, substituées avec des anions inertes. L'étude portera sur les matériaux frittés et obtenus à partir de poudres synthétisées par les deux voies étudiées (précipitation aqueuse ou cimentation). Pour cela, la structure cristalline des échantillons avant et après frittage sera finement déterminée par DRX et notamment par affinements Rietveld des diagrammes de diffraction. Ces affinements permettront également de travailler sur de l'analyse microstructurale, avec l'étude des cristallites. Des observations en microscopie électronique (MEB) permettront d'étudier la taille et forme des grains ainsi que l'homogénéité des matériaux frittés. Le lien entre le procédé de synthèse (précipitation aqueuse ou cimentation), les paramètres de frittage et les paramètres structuraux et microstructuraux sera établi.