За имобилизация на радиоактивни отпадъци


с. 1
Science and Technology Journal of BgNS, VOL. 16, No. 2, DECEMBER 2011

Title: MНОГОКОМПОНЕНТНИ МОДЕЛНИ БОРОСИЛИКАТНИ СТЪКЛА С УЧАСТИЕ НА МОО3 ЗА ИМОБИЛИЗАЦИЯ НА РАДИОАКТИВНИ ОТПАДЪЦИ

Authors: И. Петров, Л. Александров, М. Стаменова, Е. Кашчиева, Я. Димитриев.

Abstract: Включването на високоактивни отпадъци (ВАО) в боросиликатно стъкло е международно приета технология за имобилизация. При промишленото производство на такива стъкла се отделя внимание на високата и дългосрочна трайност на материала в съответствие с основните критерии за термична, химична, механична и радиационна устойчивост: Боросиликатното стъкло с времето остава стабилно към корозия и съхраняване на ВАО, добър разтворител е за съставките на отпадъците и е с ниска температура на топене.

Един от проблемите, който се нуждае от допълнителни изследвания в областта на имобилизирането на ВАОв стъклена боросиликатна матрица, е свързан с присъствието на МоО3 в състава на боросиликатните стъкла и с процесите на кристализация и течно.фазово разслояване в тях. Молибденът е продукт на делене, формиран в ядрените реактори. Молибденови съединения се използват в процеса на преработване на отработеното ядрено гориво (ОЯГ), като след преработването му молибденът се смесва с отпадъчните разтвори на ВАО.

Цел на настоящата работа е да се синтезират стъкла от системата SiO2-B2O3-Na2O-Al2O3-Fe2O3-MoO3 и да се изследва фазовото разслояване в синтезираните образци, като се изяснят причините за появата му.

Фазовият състав на стъклата е определен чрез рентгенофазов анализ (РФА) на апарат Bruker D8 Advance Diffractometer с Cu-Kα лъчение. С помощта на инфрачервена спектроскопия (ИЧС, Nicolet-320, FTIR spectrometer) са получени данни за структурните единици, изграждащи боросиликатната мрежа. Морфологичните анализи са проведени чрез сканираща електронна микроскопия (SЕМ) на апарат SEM-525M Philips, комбиниран с електронно-сондов микроанализ (EPMA, EDAX 9000) за определяне на локалния елементен състав.

Установено е наличие на аморфна и кристална фаза от Na0.5Nd0.5MoO4. Установено е метастабилно и стабилно фазово разслояване, като МоО3 стимулира макрофазовото разслояване. Доказано е наличие на сложни микрообразувания с ликвационен характер. Установено е, че абсорбционните ивици в ИЧ спектрите на отделните фази се проявяват самостоятелно и молибденовите единици не се свързват с боросиликатната аморфна мрежа. Предложени са възможни причини за фазовото разслояване от гледна точка на структурата на атомно- и нано ниво, като и влиянието на термодинамични, кинетични и технологични фактори.

References

[1] P. A. Bingham, N. C. Cassingham and N. C. Hyatt, 11th nternatinal Conference on the structure Non-Crystalline Materials, Parish – June 28th-Jily 2nd 2010

[2] D. McKeown, I Muller, H. Gan, Z. Feng and I. Pegg, 11th nternatinal Conference on the structure Non-Crystalline Materials, Parish – June 28th-Jily 2nd 2010

[3] D. Caurant, A. Quintas, O. Majerus, T. Charpetier and J-L. Dissossoy, 11th nternatinal Conference on the structure Non-Crystalline Materials, Parish – June 28th-Jily 2nd 2010

[4] S. Schuller, D. de Ligny and B. Penelon, 11th nternatinal Conference on the structure Non-Crystalline Materials, Parish – June 28th-Jily 2nd 2010

[5] A. Soleilhavoup, J-M. Delaye, F. Angeli, P. Jollivet and T. Charpentier, 11th nternatinal Conference on the structure Non-Crystalline Materials, Parish – June 28th-Jily 2nd 2010

[6] T. Taurines and B. Boizot, 11th nternatinal Conference on the structure Non-Crystalline Materials, Parish – June 28th-Jily 2nd 2010

[7] M. J. Plodinec, Glass Technology 41 (6) 2000, 186-92

[21] Y. Dimitriev et al., Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B, 50 (3) (2009), 218–221

[8] Rawson, H. Inorganic Glass-Forming Systems, (1967), Academic Press, UK

[9] Y. Dimitriev and R. Iordanova, Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B, 50 (2) (2009), 123–132

[10] Y. Dimitriev, E. Kashchieva, R. Iordanova and G. Tyuliev, Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B, 44 (2) (2003), 155.

[11] Y. Dimitriev, R. Iordanova, L. Aleksandrov and K. L. Kostov, Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B, 50 (3) (2009), 218–221

[12] L. Aleksandrov, R. Iordanova and Y. Dimitriev, Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B, 48 (4) (2007), 242–245.

[13] R. Iordanova, L. Aleksandrov, A. Stoianova and Y. Dimitriev Advanced Material Research, 39-40 (2008) 73-76.

[14] L. Aleksandrov, R. Iordanova and Y. Dimitriev, Journal Non-Crystalline Solids 335 (2009) 2023-2026.



[15] E. Kashchieva et. al., J. Non-Cryst. Solid. 351 (2005) 1158.
с. 1

скачать файл