[Technique] Décontamination de l'eau radioactive

Le site allemand Survivalpress a mis en ligne un texte de la défense civile allemande datant de la guerre froide, et décrivant la méthode permettant de décontaminer de l'eau radioactive. Ce qui suit est la traduction en Français du texte original que vous pouvez trouver là. Le fonctionnement de cette méthode et son efficacité ne sont pas avérés. Aussi, si un chimiste peut apporter quelques éclaircissements, qu'il n'hésite pas !

Rammstein

***

Décontamination de l'eau radioactive

D'après un arrêté du ministère de l'intérieur bavarois, en cas de contamination de l'eau de surface utilisée pour l'eau potable par un rayonnement radioactif, la décontamination doit être menée de la façon suivante :

Dans un récipient mettre dans 500ml d'eau 2 cuillères à thé d'alun, que l'on peut obtenir pour une modique somme dans une pharmacie ou une droguerie. Agiter jusqu'à complète dilution de l'alun. Sans s'arrêter d'agiter, ajouter de l'ammoniac, de telle sorte que l'eau sente légèrement l'ammoniac (environ 2 cuillères à soupe). Verser alors la gelée qui s'est formée dans le récipient dans un filtre à café en papier (par exemple un filtre Melitta), puis laisser l'eau contenue dans la gelée s'égoutter dans un pot. Après cela ajouter encore une tasse d'eau, la laisser s'égoutter, puis se débarrasser de l'eau.

La gelée restant dans le filtre en papier peut alors être transvasée dans un récipient hermétique pour y être conservée. Cette gelée sert à décontaminer l'eau radioactive, à raison d'une cuillère à thé par litre d'eau contaminée contenue dans un récipient, par exemple un bidon à lait, qu'on agitera fortement et qu'on laissera reposer 10 minutes environ.

Filtrer l'eau mélangée à la gelée à l'aide d'un filtre à café en papier, puis la faire bouillir pour la rendre à nouveau potable - pour par exemple préparer des soupes, le café, du thé, etc. Les filtres en papier contenant la gelée utilisée doivent être gardés dans un récipient hermétique et mis hors de portée des enfants.

Il est recommandé de préparer dès maintenant la gelée décrite ci-dessus et de la conserver dans un récipient hermétique, par exemple un pot en verre à couvercle vissé, afin qu'elle soit immédiatement disponible au moment critique - en espérant qu'il ne survienne jamais.

http://le-projet-olduvai.wikiforum.net/t4281-technique-decontamination-de-l-eau-radioactive


"Décontamination de l'eau radioactive

D'après
un arrêté du ministère de l'intérieur bavarois, en cas de contamination
de l'eau de surface utilisée pour l'eau potable par un rayonnement
radioactif, la décontamination doit être menée de la façon suivante :

Dans
un récipient mettre dans 500ml d'eau 2 cuillères à thé d'alun, que l'on
peut obtenir pour une modique somme dans une pharmacie ou une
droguerie. Agiter jusqu'à complète dilution de l'alun. Sans s'arrêter
d'agiter, ajouter de l'ammoniac, de telle sorte que l'eau sente
légèrement l'ammoniac (environ 2 cuillères à soupe). Verser alors la
gelée qui s'est formée dans le récipient dans un filtre à café en papier
(par exemple un filtre Melitta), puis laisser l'eau contenue dans la
gelée s'égoutter dans un pot. Après cela ajouter encore une tasse d'eau,
la laisser s'égoutter, puis se débarrasser de l'eau.

La gelée
restant dans le filtre en papier peut alors être transvasée dans un
récipient hermétique pour y être conservée. Cette gelée sert à
décontaminer l'eau radioactive, à raison d'une cuillère à thé par litre
d'eau contaminée contenue dans un récipient, par exemple un bidon à
lait, qu'on agitera fortement et qu'on laissera reposer 10 minutes
environ.

Filtrer l'eau mélangée à la gelée à l'aide d'un filtre à
café en papier, puis la faire bouillir pour la rendre à nouveau potable
- pour par exemple préparer des soupes, le café, du thé, etc. Les
filtres en papier contenant la gelée utilisée doivent être gardés dans
un récipient hermétique et mis hors de portée des enfants.

Il est
recommandé de préparer dès maintenant la gelée décrite ci-dessus et de
la conserver dans un récipient hermétique, par exemple un pot en verre à
couvercle vissé, afin qu'elle soit immédiatement disponible au moment
critique - en espérant qu'il ne survienne jamais."

Alors, je vais essayer d'expliquer ce qui se passe dans
ce récipient allemand...
Déjà, l'alun est un sel, le plus souvent de potassium
voire d'aluminium ou des deux.
Sa formule chimique est la suivant : KAl(S0₄)₂, 12(H₂O)

K : potassium chargé positivement soit K⁺
Al : aluminium chargé positivement soit Al³⁺
(SO₄) : sulfate chargé négativement soit (SO₄)^2-
La somme de ces trois molécules (ions) en fait un sel non chargé, neutre.
À cela on ajoute le fameux H₂O (que tout le monde connait) pour fixer le tout et l'on obtient un sel d'alun aux propriétés acides.

Si mes souvenirs sont bons, on doit être à une solubilité maximale de 10g de ce sel dans 1L d'eau.

Donc «Dans un récipient mettre dans 500ml d'eau 2 cuillères à thé d'alun et
remuer jusqu'à dissolution complète » est tout à fait correct.
Voici l'équation de dissolution dans l'eau de l'alun : (que de souvenirs lol! )
KAl(S0₄),12(H₂O)→K⁺+ Al³⁺ +2(SO4)^2- +12H₂O...pfiouuuu...

Pour info, le potassium, en chimie, est considéré comme inerte, donc ici on ne
s'en préoccupe pas il sert juste à rendre un solution neutre.
On a donc du sulfate d'aluminium qui se forme du Al₂(S0₄)₃ou un ion chargé (Al(S0₄)₂)^-
C'est effectivement un composé utilisé dans le traitement de l'eau car il très instable et a tendance
à fixer tout ce qui ce trouve à coté de lui pour rechercher sa stabilité perdue...
Mais dans cet article, on lit «ajouter de l'ammoniac, de telle sorte que l'eau sente légèrement l'ammoniac
(environ 2 cuillères à soupe)».
Là, je dit MEF car l'ammoniac ne sent vraiment pas bon du tout (pour ceux qui on déjà testé) et est très nocif par inhalation... mais surtout ça arrache le nez !!!
L'ammoniac de formule NH3 est une base (au même titre que la soude est une base ou que l'acide chlorhydrique est un acide).

On a donc dans l'eau : K⁺, Al(S0₄)₂^- aux propriétés acides.
Et l'ajout d'ammoniac dans une eau acide donne :
NH₃+ H⁺→NH₄⁺
Le fait d'ajouter de l'ammoniac va re-pécipiter le sel d'alun sous la forme de NH₄Al(S0₄)₂ qui est un gel colloïdale, une sorte de gelée en suspension dans l'eau.

Le fait de relaver la « gelée » avec un supplément d'eau sert à éliminer l'excès d'ammoniac.
Si j'ai bien lu, ce qui nous intéresse, c'est cette gelée.

La molécule NH₄Al(S0₄)₂forme une sorte de cage cristalline( il a la forme d'un réseau cristallin particulier mais là, c'est de la Cristallographie et c'est un peu plus dur à expliquer...)
En gros, elle prendrait au piège les molécules intéressées.
On ajoute cette gelée dans l'eau radioactive, on secoue bien fort, on laisse reposer et on filtre : ok
La radioactivité serait piégée dans cette gelée et l'eau décontaminée, cela s'appelle un transfert.
On se retrouverai ainsi avec des sels de césium ou des sels d'iode radioactifs (respectivement pour de l'eau contaminée au césium 137 et Iode 131).

Je ne peux que vous expliquer le principe de cette manipulation pour l'instant
M'en vais me renseigner auprès de personnes encore dans le milieu et poser plein plein de questions.

Juste un petit rappel, l'eau issu de la formation de la gelée est un déchet chimique de plus à traiter (à ne pas mettre dans les WC hein !!!)
Et si la technique s'avèrent efficace, que pensez-vous faire de la gelée radioactive???
voili

Merci pour les explications !

Ne serait-ce pas ce gel qui a été utilisé dans les premiers jours de la catastrophe de Fukushima, pour fixer la contamination radioactive au sol ?

La gelée radioactive est à considérer comme un déchet radioactif au même titre que tout autre objet ayant été en contact avec des particules radioactives (par exemple un filtre de masque à gaz usagé), à isoler dans un contenant étanche et à enterrer trèèèès loin de sa maison. Notre industrie nucléaire en produit des milliers de mètres cubes chaque année, stockés sur des sites comme celui décrit là.

Rammstein

C'est exact, c'est ce type de fixatif décontaminant qui a été utilisé sur Fukushima mais Tepco a vite été débordé, car une installation adéquate et conséquente est nécessaire vu l'énorme quantité d'eau contaminée. hors une telle installation n'est pas présente sur leur site. c'est pour cela que l'on a assisté à un rejet volontaire de l'eau contaminée en mer.
Mais le souci de la centrale n'étant toujours pas réglé, l'eau contaminée s'accumule...

Suite à ça, Tepco demande à la Russie l'envoi d'une usine flottante de décontamination de l'eau,
solution plus rapide à mettre en oeuvre que la construction d'une
installation dans la centrale.

Des infos en + ?

shimick a écrit: l'eau issue de la formation de la gelée est un déchet chimique de plus à traiter

qu'est-ce qu'elle contient ? peut-on la neutraliser par un autre processus chimique ? sinon, comment peut-on l'évacuer ? j'imagine qu'en decheterie, c'est pas bon....

j'ai essayé de réaliser le produit aujourdhui.....le moins qu'on puisse dire c'est que je ne suis pas douée pour la chimie.

j'ai utilisé ça :




alun de potassium acheté en pharmacie
ammoniaque acheté en supermarché
eau du robinet

et les ustensiles sur la photo.

j'ai suivi scrupuleusement le processus allemand.

le résultat :

une eau blanchâtre, légèrement épaisse mais liquide...rien a voir avec la gelée espérée....



me voilà donc avec un demi litre de liquide que je ne sais pas comment évacuer, et pleins de questions... .pourquoi cela n'at-il pas fonctionné ???

Heu... question idiote, pourquoi veux-tu stabiliser de l'eau hautement radioactive chez toi?

Pour ta sauce, y'a peut-être des adjuvants avec l'ammoniac ou une histoire de température...

j'aime bien faire des expériences pour voir et savoir !

et si j'y arrive, ben, on ne sais jamais...un scénario a la ghp qui vire au cauchemard ou un truc dans le genre....j'aurais au moins ça a mon panel d'actions possibles....enfin c'est plutôt improbable et tant mieux, vu que je ne parviens à faire cette préparation!

D'un certain point de vue, le survivalisme c'est aussi se préparer à l'improbable.
Sinon, est ce que l'amoniaque de supermarché contient exclusivement de l'amoniaque ou différents adjuvants qui influeraient sur le résultat ?
Par ailleurs, il existe deux type d'alun : d'aluminium et de potassium.

là c'est de l'alun de potassium. j'ai demander à la pharmarcie de l'alun tout court, et elle m'a vendu ça. Pour l'amoniaque je n'en ai trouvé qu'en supermarché, il y a ecrit dessus amoniaque alcali, je ne sais pas ce que veut dire ce mot....il faudrait peut-être que je trouve de l'amoniaque juste "amoniaque" !

En passant, l'alun de potassium sert pour tanner les peaux fil ICI.

Pour la question idiote, c'était simplement pour savoir si y'avait un risque particulier ou une solution particulière à laquelle je n'avais pas pensé...

Après, pour la mixture, je ne saurais t'en dire plus...

pour info egalement, l'alun sert aussi de mordant pour teindre des tissus avec des extraits de plantes, comme ça, si je ne m'en sers pas pour la prépa nettoyage de la radioactivité de l'eau, je trouverais bien à l'utiliser autrement ^^

Ajout par Gus, dans son post de présentation ( http://le-projet-olduvai.wikiforum.net/t4439-presentation-gus#84618 ) :

Gus a écrit:Pour répondre à ce sujet (hildegarde):

http://le-projet-olduvai.wikiforum.net/t4281-technique-decontamination-de-l-eau-radioactive?highlight=d%E9contamination+eau

Tu as acheté de l'alun de potassium (le plus courant, surtout en
pharmacie), donc pas d'aluminium la dedans, donc il n'y a pas eu de
formation du sel:

NH₄Al(S0₄)₂ qui forme la gelée.

En
revanche pour l'ammoniaque, pas de problème, "alcali" est une
dénomination "commerciale", qui sert à nommer une solution d'ammoniac à
un certain pourcentage je pense. Mais c'est bien de
l'ammoniaque.

Gus a écrit:Tu as acheté de l'alun de potassium (le plus courant, surtout en
pharmacie), donc pas d'aluminium la dedans

J'ai des doutes: quel serait alors la formule de cet alun de potassium? Un simple sulfate de potassium?

À mon avis le "de potassium" est pour le différentier de l'"alun de soude" où le potassium est remplacé par du sodium. Mais les deux contiennent de l'aluminium.

En effet, au temps pour moi.
C'est alors peut-être un problème de quantité, soit pas assez d'alun, soit pas assez d'ammoniaque. Il faudrait réessayer en modifiant les quantités petit à petit, en y allant à tâtons (ce peut être un peu long).

J'imagine que l'eau utilisée peut aussi jouer, selon qu'elle est plus ou moins calcaire par exemple.

Mais c'est vrai que les quantités données dans la "recette" sont assez imprécises: la quantité d'une cuillère par exemple dépend de si on la prend rase ou bombée, de la granularité de l'alun, etc.

Sur le coup, j'avais aussi pensé à ne pas utiliser d'eau du robinet. Après tout, en chimie, on n'en utilise jamais dans les réactions, toujours de l'eau distillée. Une autre alternative serait donc d'essayer avec de l'eau déminéralisée de fer à repasser. Cependant, en cas de crise, l'eau du robinet est surement plus facilement disponible en grandes quantités que l'eau déminéralisée.

Après, si ça ne marche pas avec l'eau du robinet pour cause de sels minéraux présents, ça risque de poser des problèmes lors de l'usage sur l'eau à décontaminer.

Cependant, si on veut filtrer le strontium (du strontium radioactif a été rejeté à Fukushima, par exemple), il faut probablement que cela arrête le calcium: ce sont deux éléments de la même colonne du tableau périodique des éléments ce qui fait qu'ils ont a priori des propriétés chimiques semblables et qu'il est donc difficile d'éliminer l'un sans l'autre.

Mais ça implique a priori que la quantité de produit à utiliser n'est pas la même selon l'eau que l'on a. À moins que la quantité indiquée soit largement en excès par rapport aux quantités qu'il est raisonnable de vouloir éliminer?

Un complément d'enquête va s'imposer, on dirait!

En ce qui me concerne, la chimie, c'est loin, mais j'essaye quand même:

Ce qui "filtre" les éléments radioactifs (ou pas d'ailleurs), c'est le sel formé à la fin (NH₄Al(S0₄)₂₎ qui, de par sa structure cristalline, piège les éléments. Or, en présence de calcium(ou de strontium ou autre), je pense que cela empêche la formation du Al(S0₄)₂^- libre,en formant d'autres sels à la place. Or, ces sels n'ont pas les mêmes propriétés colloïdales que le NH₄Al(S0₄)2). Ce que Hildegarde a formé, c'est peut-être un sel type:

Ca(2+) + 2(Al(S0₄)₂^- ₎

suffisament stable pour ne pas être déplacé par l'ammonium.

Salut !

Remarque pertinente trouvé sur scienceamusante.net

Je me demandais quels étaient ces "produits chimiques" qui permettent de faire précipiter les éléments radiocactifs. En farfouillant rapidement sur google, j'ai touvé un lien mais cela me parait abracadabrantesque... http://le-projet-olduvai.wikiforum.net/t4281-technique-decontamination-de-l-eau-radioactive#85899

Je pense qu'il s'agit de molécules organiques qui quélatent les espèces radioactives mais je me demandais quelle tête pouvait bien avoir ses molécules...

Oui c'est tout à fait cela : des molécules qui chélatent (et non quélatent ! ) les ions.

Dans la vie de tous les jours, on connait l'EDTA (contenu dans de nombreux cosmétiques, savons, détergents...) mais il y a aussi les éther-couronnes, aza-, aza-éther-, thioéther-couronnes, et autres agents chélatants / séquestrants.

Le tout est de trouver l'agent bien adapté pour capturer les ions des éléments radioactifs en question... Mais cela ne règle rien tant qu'on n'a pas séparé les complexes radioactifs obtenus de l'eau où ils sont... Précipitation, filtration ou centrifugation, c'est la suite logique.

Quant au lien que tu donnes, avec le conseil de mère-grand à base de pierre d'Alun (décidément, quand ce n'est pas pour du déodorant, c'est pour la décontamination !), cela me fait sourire : que fait-on des papiers filtres et gelées placés dans le bocal ? la radioactivité est toujours présente, et même concentrée... "hors de portée des enfants"

http://le-projet-olduvai.wikiforum.net/t4281-technique-decontamination-de-l-eau-radioactive#85899

Bon, j'ai essayé aujourd'hui cette recette "abracadabrantesque", comme ils disent sur scienceamusante.net.

Je ne me prononce pas sur l'efficacité pour la décontamination (pour le problème de "que faire des restes radioactifs?", je propose de les mettre dans une enveloppe et de la poster avec "refusé - retour à l'expéditeur" ), mais pour ce qui est de l'obtention du gel, la recette marche.

J'ai utilisé de l'eau du robinet (source, peu minéralisée, pas du tout calcaire), des morceaux d'une pierre d'alun cassée (après les avoir réduits en poudre) et de l’ammoniaque de supermarché.

Par rapport à la recette, il faut noter toutefois que quand on verse l’ammoniaque dans la solution d'alun, celle-ci se trouble (formation d'un précipité), mais ne prend absolument pas comme ça une consistance de gelée. C'est seulement après filtration que ce qui est retenu dans le filtre à ressemble à une gelée (tandis que le liquide qui sort du filtre est limpide). Remarque: pour la filtration, faut pas être pressé!

Hildegarde: dans ta dernière photo, tu as un volume trop important. Est-ce avant ou après filtration? Si avant, alors il faut filtrer pour obtenir le gel. Si après, dans le cas où c'est ce qui restait dans le filtre: attendre plus longtemps pour que le liquide s'écoule, si c'est ce qui est passé au travers, comme le liquide n'est pas limpide, c'est que ton filtre n'est pas assez fin (le gel doit rester dans le filtre).

c'est avant filtration. Il me reste cette préparation que j'ai conservée en attendant d'avoir le temps de m'en occuper. Je vais la filtrer et je t'en dirais des nouvelles. En tous cas, merci pour toutes tes indications !