БРИТОЛИТОВАЯ МАТРИЦА ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ АКТИНИДОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Индукционным плавлением в холодном тигле получен образец на основе бритолита – силиката Ca и РЗЭ со структурой апатита, потенциальной матрицы для РЗЭ-актинидной фракции отходов переработки ядерного топлива. Бритолит имеет простой состав, высокую ёмкость в отношении актинидов, устойчив в нагретых водных растворах. Впервые определены скорости выщелачивания бритолита водой и рассолом при 200–250°С, которые для Nd равны 10–3–10–5 г/(м2 × сутки), что соответствует растворению матрицы с интенсивностью 1 мкм за 3–300 лет.

Об авторах

И. М. Мельникова

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук, Москва, Россия

С. В. Юдинцев

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук, Москва, Россия

Email: yudintsevsv@gmail.com

Список литературы

  1. Donald I.W. Waste immobilization in glass and ceramic-based hosts: radioactive, toxic, and hazardous wastes. UK: Wiley & Sons Ltd., 2010. 507 p.
  2. Ringwood A.E. Disposal of high-level nuclear wastes: a geological perspective // Mineralogical Magazine. 1985. V. 49. P. 159–176.
  3. Юдинцев С.В. Изоляция фракционированных отходов ядерной энергетики // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 5. С. 403–430.
  4. McCarthy G.J. High-level waste ceramics: materials considerations, process simulation, and product characterization // Nuclear Technology. 1977. V. 32 (1). P. 92–105.
  5. Oberti R., Ottolino L., Della Ventura G., Parodi G.C. On the symmetry and crystal chemistry of britholite: New structural and microanalytical data // American Mineralogist. 2001. V. 86. P. 1066–1075.
  6. Лившиц Т.С. Бритолиты, как природные аналоги матриц актинидов: устойчивость к радиационным разрушениям // Геология рудных месторождений. 2006. Т. 48. № 5. С. 410–422.
  7. Hughes J.M., Rakovan J.F. Structurally robust, chemically diverse: apatite and apatite supergroup minerals // Elements. 2015. V. 11. P. 165–170.
  8. Pasero M., Kampf A.R., Ferraris C., Pekov I.V., Rakovan J., White T.J. Nomenclature of the apatite supergroup minerals // European Journal of Mineralogy. 2010. V. 22. P. 163–179.
  9. Guy C., Audubert F., Lartigue J.-E., Latrille C., Advocat T., Fillet C. New conditionings for separated long-lived radionuclides // Comptes Rendus Physique. 2002. V. 3. P. 827–837.
  10. Hosseini S.M., Navrotsky A. Energetic effects of substitution of La–Nd and Si–Ge oxyapatite – type materials // Journal of American Ceramic Society. 2013. V. 96. P. 3915–3919.
  11. Crum J., Maio V., McCloy J. Cold crucible induction melter studies for making glass ceramic waste forms: A feasibility assessment // Journal of Nuclear Materials. 2014. V. 444. P. 481–492.
  12. McCloy J.S., Schuller S. Vitrification of wastes: from unwanted to controlled crystallization, a review // Comptes Rendus Géoscience. 2022. V. 354. Special Issue S1. P. 121–160.
  13. Юдинцев С.В., Стефановский С.В., Каленова М.Ю., Никонов Б.С., Никольский М.С., Кощеев А.М., Щепин А.С. Матрицы для иммобилизации отходов редкоземельно–актинидной фракции, полученные методом индукционного плавления в холодном тигле // Радиохимия. 2015. Т. 57. № 3. С. 272–282.
  14. Terra O., Dacheux N., Audubert F., Podor R. Immobilization of tetravalent actinides in phosphate ceramics // Journal of Nuclear Materials. 2006. V. 352. Iss. 1–3. P. 224–232.
  15. Ahn B.G., Park H.S., Kim I.T., Cho Y.J., Lee H.S. Immobilization of lanthanide oxides waste from pyrochemical process // Energy Procedia. 2011. V. 7. P. 529–533.
  16. Peterson J.A., Crum J.V., Riley B.J., Asmussen R.M., Neeway J.J. Synthesis and characterization of oxyapatite [Ca2Nd8(SiO4)6O2] and mixed-alkaline-earth powellite [(Ca, Sr, Ba)MoO4] for a glassceramic waste form // Journal of Nuclear Materials. 2018. V. 510. P. 623–634.
  17. Neeway J.J., Asmussen R.M., McElroy E.M., Peterson J.A., Riley B.J., Crum J.V. Kinetics of oxyapatite [Ca2Nd8(SiO4)6O2] and powellite [(Ca, Sr, Ba)MoO4] dissolution in glass-ceramic nuclear waste forms in acidic, neutral, and alkaline conditions // Journal of Nuclear Materials. 2019. V. 515. P. 227–237.
  18. Miro S., Sellami N., Chevreux P., Jouan G., Tribet M., Jégou C., Bardez-Giboire I., Peuget S. Monitoring of alpha-decay radiation damage in a Am-doped glass-ceramic material // Journal of Nuclear Materials. 2023. V. 580. 154397.
  19. Weber W.J., Matzke Hj. Effects of radiation on microstructure and fracture properties in Ca2Nd8(SiO4)6О2 // Materials Letters. 1986. V. 5. Iss. 1–2. P. 9–16.
  20. Gong W.L., Wang L.M., Ewing R.C. Transmission electron microscopy study of α-decay damage in aeshinite and britholite // Proceedings of the Materials Research Society Symposium. V. 465. 1997. P. 649–656.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025