Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Результаты цементирования ЖРО [1] Добавка Сроки схватывания Пенообразо- вание Прочность на сжатие, МПа/сут Примечание Пено- гаситель Ускори­ тель тверде­ ния Бен­ тонит 7 14 28 Без добавок > 10 сут + - 5,2 7,5 При испытании на морозостойкость разрушение после 5 циклов + - - > 5 сут - 0,9 6,5 9,4 Более легкое перемешивание ЖРО и цемента. Снижение прочности - + - 4-5 ч + 13,9 19,1 22,8 Пенообразование, высокое выщелачивание - - + > 5 сут + 5,3 13,9 21,7 Снижение трещинообразования, скорости выщелачивания, прочности ПФД 3 ч - 16,2 17,6 21,6 Комплексное улучшение свойств Остекловывание РАО. Стекло в силу своего аморфного состояния дает возможность включать различные виды РАО. Данному материалу присущи высокая устойчивость к выщелачиванию, химическая и радиационная стойкость и механическая прочность, поэтому остекловывание является одним из проработанных методов иммобилизации. В зависимости от состава свойства стёкол могут в корне меняться, что дополнительно расширяет возможности применения данного метода [7]. Наибольшее применение для иммобилизации всех видов РАО нашли боросиликатные стекла. Основные их компоненты: SiO 2 , B 2 O 3 и Na 2 O. Но, несмотря на их универсальность, они обладают низкой термической устойчивостью, что не позволяет включать более 20 мас. %ВАО [8]. Впрочем, стекла нельзя признать оптимальнойматрицейдля иммобилизации РАО, так какостекловывание имеет существенный технологических недостаток: температурно-временной режим варки и выработки компаундов зависит от их состава, также в зависимости от состава некоторые радиоактивные элементы плохо фиксируются в стеклах [7], в процессе радиоактивного распада выделяется тепло, водяной пар и излучение, из- за которых стекло может подвергаться кристаллизации с объемными изменениями. Включение РАО в керамику. В целом наиболее надёжными материалами для иммобилизации РАО служат стекло и керамика. Но если задумываться об экологической безопасности, то керамические матрицы являются наиболее подходящими благодаря своей высокой химической устойчивости и термостабильности. Керамика на основе природных и искусственно синтезированных минеральных добавок позволяет включать в себя намного больший объем радиоактивных отходов, чем стекло [9, 10]. Керамические матрицы имеют механическую прочность, аналогичную бетону, но в отличие от него обладают высокой радиационной и химической устойчивостью [9, 11]. Включение РАО в керамику происходит двумя способами: смешением отходов с сырьевыми компонентами, из которых изготавливают керамическую матрицу, или же путем получения керамики с открытой высокой пористостью с последующей пропиткой ее раствором РАО [11-13]. Учеными из Кольского научного центра РАН и Санкт-Петербургского государственного университета [9] для очистки жидких РАО были успешно использованы слоистый титанат гидразина LHT-9, синтетический иванюкит и их композиция. Была получена прочная титанатная керамика, устойчивая к воздействию концентрированных кислот щелочей. При спекании продуктов сорбции потери сорбируемых катионов составили не более 8,5 %, (иванюкит :LHT-9 : CsSr) и 5,1 %(иванюкит : CsSr). В работе [11] предлагается способ создания ультрапористой кварцевой керамики с последующей иммобилизацией фракций РЗЭ + ТУЭ и Zr из жидких радиоактивных отходов. Пропитку керамических образцов проводили методом погружения в насыщенный раствор с последующей сушкой и прокаливанием. Скорость выщелачивания радионуклидов из керамики очень мала и составляет не более 7,8 10-7 г/см2 сут, а степень включения ТУЭ, РЗЭ и Zr доходит до 87,2 мас. %. Высокопористые ячеистые керамические материалы могут использоваться для улавливания различных газообразных радиоактивных отходов [14]. 912