Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 68-72. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 68-72. Научная статья УДК 621.039.7 doi:10.37614/2949-1215.2025.16.2.011 ИММОБИЛИЗАЦИЯ Cs-137 В АЛЮМОСИЛИКАТНЫХ МАТРИЦАХ, РОЛЬ ЦЕОЛИТА Na-Y И МЕТОД СИНТЕЗА Олег Олегович Шичалин1, Евгений Константинович Папынов2, Антон Алексеевич Белов3, Никита Павлович Иванов4, Иван Гундарович Тананаев 5 1-4Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия 1 5Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В.Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия 1shichalin.oo@dvfu.ru, http://orcid.org/0000-0002-2441-6209 2papynov.ek@dvfu.ru, http://orcid.org/0000-0002-1185-7718 3belov. aa@dvfu.ru, http://orcid. org/0000-0003-3120-819X 4ivanov.np@dvfu.ru, http://orcid.org/0000-0002-7651-2091 5geokhi@mail. ru, http://orcid. org/0000-0002-2159-8182 Аннотация Проблема обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО) является одной из ключевых в ядерной энергетике. Исследована иммобилизация высокоактивного радионуклида 137Cs в керамические матрицы на основе цеолита NaY, предварительно насыщенного цезием. Сравнивались четыре метода консолидации: холодное прессование с последующим спеканием (CPS), CPS с микроволновым нагревом (MW), горячее прессование (HP) и искровое плазменное спекание (SPS). Установлено, что метод SPS при 1 000 °С и времени выдержки 5 мин позволяет получить керамику с наивысшими функциональными характеристиками: скорость выщелачивания ионов Cs+ составила 2,3-10-8 г/(см2 сут), микротвердость — 619 HV, плотность — 2,721 г/см3. Высокие показатели обусловлены формированием однородной мелкозернистой структуры с изоструктурными фазами поллуцита CsAlSiO4 и нефелина Na8AUSi4O18 кубической сингонии. Метод HP также показал сокращение времени обработки до 5 мин и высокую микротвердость (587 HV), однако скорость выщелачивания была на два порядка выше. Методы CPS и MW не привели к значительному улучшению свойств по сравнению с SPS. Полученные SPS-керамики соответствуют требованиям международного стандарта ISO 6961:1982. Ключевые слова: цеолит NaY, радионуклид цезия-137, алюмосиликатные матрицы, иммобилизация, искровое плазменное спекание, скорость выщелачивания Финансирование: синтез материалов, искровое плазменное спекание керамики и исследования структурных и функциональных свойств были выполнены в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации по теме № FZNS-2023-0003. Для цитирования: Иммобилизация Cs-137 в алюмосиликатных матрицах, роль цеолита Na-Y и метод синтеза / О. О. Шичалин [и др.] // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 68-72. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.2.011. Original article IMMOBILIZATION OF Cs-137 IN ALUMINOSILICATE MATRICES: THE ROLE OF Na-Y ZEOLITE AND SYNTHESIS METHODS Oleg O. Shichalin1, Evgenii K. Papynov2, Anton A. Belov3, Nikita P. Ivanov4, Ivan G. Tananaev 5 1-4Far Eastern Federal University, Vladivostok, Russia 1 5Tananaev Institute of Chemistry—Subdivision o f the Federal Research Centre “Kola Science Centre o f the Russian Academy of Sciences”, Apatity, Russia 1shichalin.oo@dvfu.ru, http://orcid.org/0000-0002-2441-6209 2papynov.ek@dvfu.ru, http://orcid.org/0000-0002-1185-7718 3belov.aa@dvfu.ru, http://orcid.org/0000-0003-3120-819X 4ivanov.np@dvfu.ru, http://orcid.org/0000-0002-7651-2091 5geokhi@mail.ru, http://orcid.org/0000-0002-2159-8182 © Шичалин О. О., Папынов Е. К., Белов А. А., Иванов Н. П., Тананаев И. Г., 2025 68