Sviluppo di un metodo automatizzato per l'analisi di spettri UV-vis-NIR di soluzioni acquose = Development of an automated method for the analysis of UV-vis-NIR spectra of aqueous solutions

La crescente domanda d’energia e l’urgente necessità di ridurre le emissioni di CO2 son diventate problematiche internazionali aggravate dall’evidente cambiamento climatico mondiale. Questi costituiscono i principali motivi alla base delle scelte sempre più “Green” da parte dei governi e delle aziende pubbliche e private, e delle decisioni quotidiane di ognuno di noi. Tuttavia, tra le risorse di energia attualmente disponibili sul mercato internazionale, l’energia nucleare può fornire un’energia costante, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche e dalla situazione geologica, garantendo un debole tenore di emissione di gas a effetto serra. Purtroppo, i reattori a fissione nucleare causano l’accumulo di combustibile esaurito radioattivo; il quale può essere solo in parte ritrattato. Per limitare dunque tale impatto ambientale, sono fabbricati dei combustibili ottenuti da ossidi di uranio (UOX) o da miscugli di ossidi di uranio e plutonio (MOX). Una delle sfide associate consiste nel raggiungere una dissoluzione completa dei combustibili esausti per estrarre totalmente il contenuto del combustibile in plutonio. Al fine di contribuire a tale ricerca, ho preso parte al gruppo di lavoro nel dipartimento LDCI (“Laboratoire des procédés de Dissolution et de Chimie aux Interfaces”) in CEA-Marcoule (“Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives”). L’obiettivo dello studio è di sviluppare un metodo numerico che permetta la deconvoluzione degli spettri d’assorbimento di soluzioni a matrice nucleare, in modo continuo e in situ, al fine anche di distinguere i diversi stati di ossidazione e di quantificare le specie presenti in soluzione. A tal proposito, la tecnica di analisi adottata è la spettrofotometria UV-visibile e infrarosso (UV-vis-NIR), ed è stata adottata per verificare il contenuto di uranio allo stato di ossidazione 4+ e 6+ della soluzione madre utilizzata per la preparazione delle soluzioni a più bassa concentrazione di U4+. In parallelo é stata sviluppata un’interfaccia “homme-machine”, tramite l’ambiente di programmazione “Scilab”, generalizzando il metodo in precedenza citato, e rendendo flessibile l’algoritmo all’analisi. Questo progetto di tesi consentirà inoltre l’amplificazione ed una analisi critica della base di dati spettrale condivisa tra i vari dipartimenti di CEA-Marcoule.