DURABILITY IN WATER OF MATRICES FOR RARE-EARTH – ACTINIDE FRACTION OF HIGH-LEVEL RADIOACTIVE WASTE

I. M. Melnikova; Мельникова И. М.; M. Yu. Kalenova; Каленова М. Ю.; A. S. Shchepin; Щепин А. С.; S. V. Yudintsev; Юдинцев С. В.

doi:10.31857/S2686739722601594

Устойчивость в воде матриц редкоземельно-актинидной фракции высокорадиоактивных отходов

Авторы: Мельникова И.М.¹^,2, Каленова М.Ю.¹, Щепин А.С.¹, Юдинцев С.В.¹^,2
Учреждения:
1. АО “Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии”
2. Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук
Выпуск: Том 508, № 2 (2023)
Страницы: 275-282
Раздел: ГЕОЭКОЛОГИЯ
Статья получена: 30.01.2025
Статья опубликована: 01.02.2023
URL: https://cijournal.ru/2686-7397/article/view/649735
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686739722601594
EDN: https://elibrary.ru/SWTVVB
ID: 649735

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Изучена при 25, 200 и 240°С устойчивость в воде матриц для иммобилизации редкоземельно-актинидной фракции высокорадиоактивных отходов, сложенных фазами Nd₂ZrTiO₇ (структура типа пирохлора) или Nd₄(Ti,Zr)₉O₂₄ (ромбическая сингония, природный аналог отсутствует). Образцы получены плавлением гранулированной шихты в холодном тигле индукционного нагрева. На 28-е сутки контакта значение скорости выщелачивания имитатора отходов (Nd³⁺) меньше 5 × 10^–8 г/(см² сут), что доказывает высокую гидротермальную устойчивость матриц.

Ключевые слова

актиниды, матрица, пирохлор, ромбический титанат, ИПХТ, выщелачивание

Список литературы

Hatch L.P. Ultimate disposal of radioactive wastes // Amer. Scientist. 1953. V. 41. P. 410–421.
Hench L.L., Clark D.E., Cambell J. High level waste immobilization forms // Nucl. Chem. Waste Managem. 1984. V. 5. P. 149–173.
Radioactive waste forms for the future. Lutz W., Ewing R.C. (eds.). NY: Elsevier, 1988. 778 p.
Полуэктов П.П., Суханов Л.П., Матюнин Ю.И. Научные подходы и технические решения в области обращения с жидкими высокоактивными отходами // Росс. хим. журнал. 2005. Т. XLIX. № 4. С. 29–41.
Юдинцев С.В., Никольский М.С., Стефановская О.И., Никонов Б.С. Кристаллохимический фактор выбора матриц РЗЭ–актинидов // Доклады РАН. Науки о Земле. 2022. Т. 504. № 2. С. 89–96.
Donald I.W. Waste immobilization in glass and ceramic based hosts: radioactive, toxic, and hazardous wastes. Chichester, UK: John Wiley & Sons Ltd., 2010. 507 p.
Алой А.С., Никандрова М.В. Выщелачивание боросиликатных стекол, содержащих модельные ВАО ОДЦ ГХК, в минерализованной воде гранитоидной формации // Радиохимия. 2015. Т. 57. № 5. С. 466–470.
Мартынов К.В., Захарова Е.В. Выщелачивание матриц с радиоактивными отходами в условиях захоронения на примере модельного фосфатного стекла // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 1. С. 80–92.
Frolova A.V., Danilov S.S., Vinokurov S.E. Corrosion behavior of some glasses immobilized with REE in simulated mineralized solutions // Ceramics Intern. 2022. V. 48. Iss. 14. P. 19644–19654.
Ringwood A.E., Kesson S.E., Ware N.G., Hibberson W.O., Major A. The SYNROC process: A geochemical approach to nuclear waste immobilization // Geoch. Journ. 1979. V. 13. P. 141–165.
Lumpkin G.R. Ceramic host phases for nuclear waste remediation // Experimental and Theoretical Approaches to Actinide Chemistry. J.K. Gibson, W.A. de Jong (eds.). Wiley, 2018. P. 333–376.
Vernaz É., Bruezière J. History of nuclear waste glass in France // Procedia Materials Science. 2014. V. 7. P. 3–9.
Yudintsev S.V., Stefanovsky S.V., Kalenova M.Yu., Nikonov B.S., Nikol’skii M.S., Koshcheev A.M., Shchepin A.S. Matrices for immobilization of the rare earth–actinide waste fraction, synthesized by cold crucible induction melting // Radiochemistry. 2015. V. 57. № 3. P. 321–333.
Amoroso J.W., Marra J., Dandeneau C.S., Brinkman K., Xu Y., Tang M., Maio V., Webb S.M., Chiu W.K.S. Cold crucible induction melter test for crystalline ceramic waste form fabrication: A feasibility assessment // Journal of Nuclear Materials. 2017. V. 486. P. 283–297.
Митянин А.С., Мусатов Н.Д., Полуэктов П.П., Смелова Т.В., Шестоперов И.Н. Технология кальцинации жидких радиоактивных отходов в роторном кальцинаторе // Экология и промышленность России. 2012. № 3. С. 12–15.
Shoup S.S., Bamberger C.E., Tyree J.L., Anovitz L. Lanthanide-containing zirconotitanate solid solutions // J. Solid State Chem. 1996. V. 127. P. 231–239.
Weber W.J. Radiation and thermal ageing of nuclear waste glass // Procedia Materials Science. 2014. V. 7. P. 237–246.
Yudintsev S.V., Malkovsky V.I., Kalenova M.Yu. The thermal field around a borehole repository of radioactive waste // Doklady Earth Sciences. 2021. V. 498. Pt. 2. P. 525–532.
Fabian M., Pinakidou F., Tolnai I, Czompoly O., Osan J. Lanthanide (Ce, Nd, Eu) environments and leaching behavior in borosilicate glasses // Scientific Reports. 2021. V. 11. 13272.
Frankel G.S., Vienna J.D., Lian J., Scully J.R., Gin S., Ryan J.V., Wang J., Kim S.H., Windl W., Du J. A comparative review of the aqueous corrosion of glasses, crystalline ceramics, and metals // Materials Degradation. 2018. V. 2 (15). P. 1–16.