Иммобилизация актиноидов и лантаноидов в матрицы со структурой цирконолита

• Автор: Михайленко, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Радиоактивные отходы.

1.1.1. Характеристика и классификация радиоактивных отходов

1.1.2. Источники образования РАО в ЯТЦ

1.1.3. Состав отходов ЯТЦ.

1.1.4. Фракционирование. Цели и методы

1.2. Матрицы для включения ВАО

1.2.1. Требования к матрицам

1.2.2. Стекло.

1.2.3. Стеклокерамика.
1.2.4. Минералоподобные матрицы.
1.3. Цирконолит как матрица для иммобилизации РЗЭ и актиноидов
1.3.1. Состав и структура цирконолита.
1.3.2. Физические и химические свойства цирконолита.
1.3.3. Исследование фазового состава цирконолитовых керамик, полученных разными методами синтеза.
1.3.4. Радиационная устойчивость цирконолита
1.3.5. Устойчивость цирконолитовых матриц с инкорпорированными радионуклидами к выщелачиванию.
1.4. ГТеровскит как матрица для иммобилизации актиноидов
1.4.1. Физикохимические свойства псровскита
1.5. Выбор матрицы
1.6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 1.
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Используемые реактивы
2.2. Методики проведения экспериментов
2.2.1. Подготовка шихты.
2.2.2. Прессование
2.2.3. Спекание.
2.2.4. Выщелачивание
2.2.5. Вскрытие керамики
2.3. Методика проведения анализа
2.3.1.Определение Ат и Ри в растворе после выщелачивания по аизлучению
2.4. Приборы и аппараты.
2.5. Физикохимические методы анализа.
2.5.1. Рентгенофазовый анализ.
2.5.2. Сканирующая электронная микроскопия
2.5.2. Методы исследования физических свойств керамических образцов
2.5.3. Определение удельной поверхности порошков
2.6. Обработка экспериментальных данных.
3. СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ ЦИРКОНОЛИТОВОЙ КЕРАМИКИ СОСТАВА СаггП3х 0,8 х 1,
3.1. Определение физических характеристик пористости, водопоглощения и плотности синтезированных образцов.
3.2. Исследование фазового состава керамики состава Са2гхТ.х
0,8 х 1, методом рентгенофазового анализа.
3.3.Изучение скорости выщелачивания Ат из цирконолита состава Са2гЛЪ.х 0,8х1,.
3.4. Изучение скорости выщелачивания Ри из цирконолита состава Са2гхТ.х 0,8 х 1,.
3.5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 3.
4. СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ ЦИРКОНОЛИТОВОЙ КЕРАМИКИ СЕРИИ СОСТАВОВ Са1.хКЕЕхггТхА1х
4.1. Формирование и состав фаз в керамике Са1.хЕаДгТ.хА1х
4.2 Синтез и изучение цирконолитовой керамики серии составов .x,xi2xx х0,, 0,5, 0,
4.2.1. Определение физических характеристик пористости, водопоглощения и плотности синтезированных образцов
4.2.2. Исследование фазового состава керамики 1.xxi2.xx х0,, 0,5, 0, методом рентгенофазового анализа
4.2.3. Изучение скорости выщелачивания Ат из цирконолитовых керамик состава i.xxi2xx х0,, 0,5, 0,.
4.2.4. Изучение скорости выщелачивания из цирконолитовых керамик состава i.xxi2.xx х0,,0,5, 0,
4.3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 4.
5. ФАЗОВЫЕ СООТНОШЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МЕЖДУ СОСУЩЕСТВУЮЩИМИ ФАЗАМИ В КЕРАМИКАХ ПРЕВДОБИНАРНЫХ СИСТЕМ i , Се, , , , .
5.1. Система 1х i7x 3.
5.2. Система 1х i2x 3.
5.3. Система 1х ix 3.
5.4. Система 1х i7x 3.
5.5. Система 1х i7x 3.
5.6. Система 1х i7x 3.
5.7. Цирконолитперовскитовая керамика, содержащая имитатор РЗЭактиноидной фракции.
5.8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 5.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


АО не влияет на химическую устойчивость и скорости выщелачивания изотопов плутония и америция остаются низкими гхсмхсут1 по методике близкой к РСТ. РЗЭ и циркония, являющихся компонентами РЗЭактиноидной фракции ВАО, в зависимости от формального соотношения цирконолитовой и перовскитовой составляющих. Показано, что с увеличением содержания перовскитовой составляющей в керамиках псевдобинарной системы цирконолитперовскит алюминат лантаноида моноклинная структура цирконолита2М трансформируется в три тональную структуру цирконолитаЗТ, вследствие имеющего место связанного изоморфного замещения по схеме Са2 4 Т Ьп3 А, также с ростом содержания перовскитовой составляющей происходит разложение цирконолитовой фазы с образованием дополнительных оксидных фаз. Измерены скорости выщелачивания 8Ри и 1 Ат из цирконолитовых керамик с варьируемым соотношением ЪгЛ и переменным содержанием лантаноидов, рассматриваемых как кандидатные матрицы для иммобилизации РЗЭактиноидной фракции ВАО и других актиноидных отходов, и показано, что они находятся на уровне, удовлетворяющем требованиям, предъявляемым к формам ВАО. Синтезированы керамики на основе цирконолитперовскитовой ассоциации, потенциально пригодные для иммобилизации РЗЭактиноидной фракции ВАО, в том числе загрязненной продуктами коррозии и технологическими примесями А1, Ре, и показано, что образующиеся в ряде случаев дополнительные фазы кубические твердые растворы флюоритовой структуры относятся к стабильным фазам с высокой химической устойчивостью, присутствие которых не приведет к ухудшению иммобилизующих свойств матриц. Основные материалы диссертации доложены на XV, XVI, XVII Международных конференциях молодых ученых по химии и химической технологии Москва, , , IX Международном симпозиуме по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии Цюрих, Швейцария, XXVI Бостон, США, XXVII Калмар, Швеция, и XXVIII СанФранциско, США, симпозиумам по научным основам обращения с ядерными отходами. По материалам диссертации опубликовано печатных работ 7 статей в рецензируемых трудах международных конференций, и 7 тезисов докладов. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы. Изложена на 5 страницах машинописного текста, включает таблиц, рисунков и 1 библиографическую ссылку. По агрегатному состоянию газообразные радиоактивные газы тритий, иод, аргон, ксенон, которые попадают в теплоноситель и распределяются по циркуляционному контуру АЭС жидкие воды от опорожнения и от протечек циркуляционного контура и отдельного оборудования, воды от опорожнения бассейнов выдержки тепловыделяющих элементов твэлов, дезактивационные растворы, сбросы радиохимической лаборатории и т. По химическому состоянию горючие горючие органические растворители, масла, спирты, дерево, резина, биологические объекты, пластмасса, текстиль, ионообменные смолы и т. По источнику происхождения образующиеся в ядерном топливном цикле ЯТЦ на всех его стадиях отходы, не связанные с ЯТЦ институциональные отработавшие источники ионизирующих излучений, трупы подопытных животных, бытовые отработавшие пожарные извещатели и фильтры бытовых кондиционеров и т. Таблица 1. Жидкие, твердые и газообразные РАО образуются на всех стадиях ЯТЦ, начиная со стадии добычи урановой руды и заканчивая стадией переработки облученного ядерного топлива. При эксплуатации ядерных реакторов образуются в основном низко и среднеактивные РАО газообразные тритий, йод, аргон, ксенон, жидкие воды от опорожнения и от протечек, дезактивационные растворы, растворы от регенерации и т. Типичные РАО легководного реактора представлены в табл. Таблица 1. Патронные фильтры 1. Ю 3. На стадии переработки облученного ядерного так называемый ПУРЕКСпроцесс 8 топлива образуются жидкие РАО высокого, среднего и низкого уровней активности, различные твердые РАО оболочки твэлов, аактивные и трансурановые отходы и др. Основные продукты деления указаны в табл. Таблица 1. Ре, 1, Сг, Мп, Мо, 7х и др. Активированные продукты коррозии являются короткоживущими периоды полураспада, Т, для Мп 2 сут. Ре сут. Со с периодом полураспада Т 5,3 года. Кр, Ат,Ст. Ат, 9Ир, 0Ри и Тс.