Analyse des actinides dans les urines en situation de crise par couplage entre les colonnes calix[6]arènes et un spectromètre de masse à plasma induit

Sarah Baghdadi a soutenu sa thèse le 27 mai 2015 à l'Institut de physique nucléaire à Orsay.

​En cas de crise nucléaire impliquant des actinides, il est nécessaire de disposer de méthodes d'analyses rapides afin d'identifier les personnes contaminées. Elles sont réalisées dans les excreta (urines et selles). Les méthodes usuelles d'analyse de ces émetteurs alpha sont performantes, mais elles sont longues et difficiles à mettre en œuvre et, de fait inadaptées à une situation de crise. Ce travail de thèse a donc consisté à développer une méthode d'analyse rapide des actinides dans l'urine par couplage entre une colonne à base de dérivés de calix[6]arène hydroxamique imprégné et un spectromètre de masse couplé à un plasma induit (ICP-MS). L'étude de la spéciation des actinides dans l'urine minéralisée a permis de mieux comprendre les réactions mises en jeu et de maîtriser leur extraction sur la colonne calix[6] arène. Un protocole a pu être élaboré,  aboutissant à l'extraction simultanée des trois actinides à pH ≈ 5 puis à leur co-élution avec H₃PO₄ à 0,25 mol.L^-1 avec des rendements de récupération moyens de 56 %, 74 % et 85 % pour U, Pu et Am respectivement. La colonne calix[6]arène a ensuite été couplée à un ICP-MS quadripolaire et les paramètres chromatographiques (diamètre de colonne, débit d'extraction et d'élution) optimisés. Ce système de couplage permet d'atteindre des limites de détection dans l'urine inférieures à 0,5 mBq.L^-1 pour ²³⁸U et ²⁴³Am et inférieure à 5 mBq.L^-1pour le ²³⁹Pu et ²⁴¹Am, pour une durée totale d'analyse d'environ 6 heures. Ces performances ont démontré que cette méthode de couplage pourrait être utilisée en situation de crise.