Variabilité de la teneur en isotopes de masses 234 et 238 de l'uranium dans les systèmes hydrogéologiques. Explication par un processus de séparation par adsorption différentielle du thorium et de l'uranium sur les roches silicatées et la silice

Laboratoire de Chimie minérale et d'Hydrologie, Faculté des Sciences pharmaceutiques, Université de Tours, 2 bis, Bd Tonnellé, 37032 Tours Cedex (France)

Résumé

L'étude de la radioactivité de l'eau et du granite aquifère d'un système hydrogéologique a permis de mettre en évidence un état de non-équilibre séculaire entre les radio-isotopes ²³⁴U et ²³²U, ainsi que la localisation du produit de filiation ²³⁴Th au niveau de la roche.

Des expériences réalisées en laboratoire par chromatographie sur couche mince de granite ou de silice ont permis de montrer, à partir des hydroxydes Th(OH)₄ U(OH)₄ et UO₂ (OH)₂ que la localisation de ²³⁴Th au niveau du granite et l'enrichissement de l'eau en ²³⁴U pourraient résulter de l'insolubilisation de ²³⁴Th et d'un effet séparatif par chromatographie d'adsorption entre Th⁺⁴, U⁺⁴ et U⁺⁶ à l'interface eau-roche silicatée. Un modèle géochimique est proposé pour expliquer l'établissement des états de non-équilibre entre ²³⁴U et ²³⁸U dans la nature.

Abstract

The radioactivity study of water and aquifer granite of a hydrogeological system shows a ²³⁴U-²³⁸U disequilibrium in water and the localisation of ²³⁴Th at the level of the aquifer rock.

Laboratory experiments of thin layer chromatography on granite and silice powders realized with Th(OH)₄, U(OH)₄ and UO₂ (OH)₂ shows that the localisation of ²³⁴Th on the granite and the enrichment of water in ²³⁴U may result from the ²³⁴Th insolubilisation and from a separative effect between Th⁺⁴, U⁺⁴ and U⁺⁶ by an adsorption chromatography effect at the water-silicated rock interface.

A geochemical model is proposed for the explanation of the establishment of ²³⁴U-²³⁸U dis-equilibrium states in Nature.