Bonaccordite
| Bonaccordite Catégorie VI : borates[1] | |
| Général | |
|---|---|
| Symbole IMA | Bna |
| Classe de Strunz | 6.AB.30
|
| Classe de Dana | 24.2.1.4
|
| Formule chimique | Ni2Fe3+(BO3)O2 |
| Identification | |
| Masse formulaire | 264,03 uma |
| Couleur | brun rougeâtre, gris clair |
| Système cristallin | orthorhombique |
| Classe cristalline et groupe d'espace | mmm (2/m 2/m 2/m) - dipyramidal Pbam, par analogie au groupe de la ludwigite |
| Échelle de Mohs | 7 |
| Propriétés optiques | |
| Biréfringence | anisotropie : moyen à fort. |
| Pléochroïsme | Biréflectance : distincte, dans l'huile. |
| Dispersion optique | Réflexions internes : brun rougeâtre intense R1–R2 : 14,2–17,6 |
| Transparence | non, opaque Couleur en lumière réfléchie : Gris avec une teinte brunâtre |
| Propriétés chimiques | |
| Densité | 5,17 g/cm3 (calculée) |
| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |
La bonaccordite est un minéral rare découvert en 1974. De formule chimique est Ni2FeBO5, elle fait partie du groupe de la ludwigite[2]. Elle cristallise généralement en longs prismes cylindriques qui se forment dans une autre source. Elle porte le nom de la région de Bon Accord en Afrique du Sud, où elle a été trouvée pour la première fois. Il y a également eu des découvertes de bonaccordite dans de nombreuses centrales nucléaires. Elle forme un dépôt à l'intérieur des machines et demeure un minéral très difficile à nettoyer car résistant aux techniques ordinaires.
Histoire
La bonaccordite a été décrite pour la première fois en 1974 pour une occurrence dans la région de Bon Accord à Barberton dans le Transvaal en Afrique du Sud[3]. Elle se trouve dans une serpentinite nickélifère tabulaire, en bordure d'un intrusif ultramafique[3]. Le site réel de la découverte de bonaccordite est probablement un cratère de météorite à trois kilomètres à l'ouest de la mine de talc Scotia[4].
Composition
La formule chimique de la bonaccordite est Ni2FeBO5[4]. L'oxyde le plus présente est le NiO (52,7 %[4] ou 56,58 %[3] de la masse).
| Oxydes[4] | |
|---|---|
| Fe2O | 31,9 % |
| NiO | 52,7 % |
| MgO | 0,5 % |
| MnO | 0,04 % |
| CaO | 1,5 % |
| SiO2 | 0,4 % |
| B2O3 | 13,1 % |
| Total | 100,44 % |
Deux recherches ont confirmé la présence de bore par une analyse chimique par voie humide.
| Élements[3] | |
|---|---|
| Fer | 21,15 % |
| Nickel | 44,46 % |
| Bore | 4,09 % |
| Oxygène | 30,30 % |
Occurrence géologique
Le minéral peut prendre la forme d'un amas de prismes minces et longs ou de groupes rayonnants en forme de rosette. Les prismes peuvent se grouper en veines à travers d'autres minéraux et les groupes rayonnants peuvent se trouver dans des minéraux comme la liebenbergite ou la trévorite[4],[5]. La bonaccordite se forme généralement avec la trévorite, la liebenbergite, la népouite, la nimite, la gaspéite et la millérite dans son gisement de Bon Accord[6]. Tous ces minéraux cristallisent sous forme de prismes élancés.
Propriétés physiques
La bonaccordite est un minéral opaque de couleur brun rougeâtre[4]. En lumière réfléchie, la couleur est grise avec une teinte brunâtre avec de forts reflets internes brun rougeâtre[4]. Dans de nombreux cas, la bonaccordite cristallise en longs cylindres minces[7]. On a découvert qu'il s'agit de l'analogue en nickel de la ludwigite[4].
La dureté de Mohs de la bonaccordite est de 7 et sa densité est de 5,17 g/cm3[7]. La classe optique est biaxe[4]. Elle possède un système cristallin orthorhombique avec un groupe ponctuel de 2/m 2/m 2/m. Les cristaux sont structurés comme des prismes allongés dans un autre matériau[4]. Il n'y a pas eu de clivages ou de macles observés. Le groupe d'espace a été déterminé comme étant [Pbam] et les dimensions des paramètres de maille calculées sont a = 9,213, b = 12,229, c = 3,001, Z = 4[4].
La bonaccordite est insoluble et n'a montré de réactivité qu'avec l'acide chlorhydrique. Il est très difficile de l'éliminer des barres de combustible dans les réacteurs nucléaires où elle se forme parfois[7],[8]. Il a été démontré qu'elle se forme de manière hydrothermale dans de l'eau quasi supercritique à des températures supérieures à 350 °C et en présence de conditions alcalines[9],[10]. Sa formation dans les réacteurs REP peut être accélérée par le lithium produit lors de la réaction de 10B(n,α)7Li avec le bore dans le caloporteur[9]. La bonaccordite peut être un indicateur d'anomalie de décalage axial (Axial-Offset-Anomaly) du flux neutronique et de la densité de puissance dans les centrales PWR[9],[10].
Notes et références
- ↑ La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
- ↑ (en) « Bonaccordite », sur Mindat.org (consulté le )
- (en) « Bonaccordite Mineral Data », sur webmineral.com (consulté le )
- (en) « Bonaccordite », dans J. W. Anthony, R. Bideaux, K. Bladh et al., Handbook of mineralogy, (lire en ligne [PDF]) (consulté le )
- ↑ (en) S.A. de Waal, E.A. Viljoen et L.C. Calk, « Nickel Minerals form Barberton, South Africa: VII Bonaccordite. The Nickel Analogue of Ludwigite », Transactions of the Geological Society of South Africa, vol. 77, , p. 375 (lire en ligne [PDF])
- ↑ (en) M. Fleischer et L. Cabri, « New Mineral Names », The American Mineralogist, no 61, , p. 502-504.
- (en) J. Deshon, « Advisory Committee on Reactor Safeguards Reactor Fuels Subcommittee », Open Session, United States of America Nuclear Regulatory Committee.,
- ↑ (en) Jerzy A. Sawicki, « Evidence of Ni2FeBO5 and m-ZrO2 precipitates in fuel rod deposits in AOA-affected high boiling duty PWR core », Journal of Nuclear Materials, vol. 374, nos 1-2, , p. 248–269 (ISSN 0022-3115, DOI 10.1016/j.jnucmat.2007.08.014, lire en ligne, consulté le )
- (en) Jerzy A. Sawicki, « Hydrothermal synthesis of Ni2FeBO5 in near-supercritical PWR coolant and possible effects of neutron-induced 10B fission in fuel crud », Journal of Nuclear Materials, vol. 415, no 2, , p. 179–188 (ISSN 0022-3115, DOI 10.1016/j.jnucmat.2011.05.050, lire en ligne, consulté le )
- (en) Zs Rak, C.J. O'Brien, D. Shin et A.D. Andersson, « Theoretical assessment of bonaccordite formation in pressurized water reactors », Journal of Nuclear Materials, vol. 474, , p. 62–64 (ISSN 0022-3115, DOI 10.1016/j.jnucmat.2016.02.016, lire en ligne, consulté le )
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