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

Сравнение физико-химических свойств (таблица) демонстрирует явное преимущество метода SPS. Скорость выщелачивания ионов Cs+ из SPS-керамики на два порядка ниже, чем у образцов, полученных другими методами, и соответствует самым строгим международным требованиям. 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. Сравнительные характеристики керамических матриц, полученных разными методами при 1 000 °С Метод Время, мин Плотность, г/см3 Микротвердость, HV R(Cs+), г/(см2-сут) SPS 5 2,721 619 2,3 •10_8 HP 5 2,020 587 2,110"6 CPS 60 2,655 479 1,810“6 MW 60 2,649 385 1,610-6 Заключение Проведенное исследование демонстрирует, что искровое плазменное спекание (SPS) является наиболее эффективным методом консолидации керамических матриц на основе цеолита NaY для иммобилизации 137Cs. Высокие скорости нагрева и приложенное давление позволяют за 5 мин при 900 °С получить высокоплотный (2,721 г/см3), прочный (619 HV) и исключительно стойкий к выщелачиванию (2,3 10-8г/(см2 сут)) материал с однородной мелкозернистой микроструктурой. Ключевым фактором является фазовое превращение нефелина в кубическую модификацию N a sA U S i^ s , изоструктурную поллуциту, что минимизирует внутренние напряжения и дефекты. Горячее прессование (HP) является компромиссным методом, значительно сокращающим время обработки, но уступающим SPS по гидролитической стойкости. Традиционное спекание (CPS) и микроволновый нагрев (MW) не показали значительных преимуществ для решения данной задачи. Таким образом, SPS-технология является предпочтительной для создания высокостабильных керамических форм для надежного долговременного захоронения радиоактивных отходов. Список источников 1. Li X. et al. Research on the remediation of cesium pollution by adsorption // Chemosphere. 2022. Vol. 308. P. 136445. 2. Liu H. et al. The latest research trends in the removal of cesium from radioactive wastewater // Sci. Total Environ. 2023. Vol. 869. P. 161664. 3. Marcial J. et al. Hanford Low-Activity Waste Vitrification: A Review // J. Hazard. Mater. 2023. Vol. 441. P. 132437. 4. OjovanM.I., Yudintsev S.V. Glass, ceramic, and glass-crystalline matrices for HLW immobilisation // Open Ceram. 2023. Vol. 14. P. 100355. 5. Shichalin O. O. et al. Hydrothermal synthesis and spark plasma sintering of NaY zeolite as solid-state matrices for cesium-137 immobilization // J. Eur. Ceram. Soc. 2022. Vol. 42. P. 3004-3014. 6. Ivanets A. et al. Composite metal phosphates for selective adsorption and immobilization of cesium, strontium, and cobalt radionuclides in ceramic matrices // J. Clean. Prod. 2022. Vol. 376. P. 134104. 7. Shichalin O. O. et al. Study of adsorption and immobilization of Cs+, Sr2+, Co2+, Pb2+, La3+ ions on Na-Faujasite zeolite transformed in solid state matrices // Sep. Purif. Technol. 2023. Vol. 332. P. 125662. References 1. Li X., Xu G., Xia M., Liu X., Fan F., Dou J. Research on the remediation of cesium pollution by adsorption: Insights from bibliometric analysis. Chemosphere, 2022, Vol. 308, p. 136445. 2. Liu H., Tong L., Su M., Chen D., Song G., Zhou Y. The latest research trends in the removal of cesium from radioactive wastewater: A review based on data-driven and visual analysis. Science o f The Total Environment, 2023, Vol. 869, p. 161664. 3. Marcial J., Riley B. J., Kruger A. A., Lonergan C. E., Vienna J. D. Hanford Low-Activity Waste Vitrification: A Review. Journal o fHazardous Materials, 2023, Vol. 441, p. 132437. 4. Ojovan M. I., Yudintsev S. V. Glass, ceramic, and glass-crystalline matrices for HLW immobilisation. Open Ceramics, 2023, Vol. 14, p. 100355. 5. Shichalin O. O., Papynov E. K., Nepomnyushchaya V. A., Ivanets A. I., Belov A. A., Dran'kov A. N., Yarusova S. B., Buravlev I. Y., Tarabanova A. E., Fedorets A. N., Azon S. A., Kornakova Z. E., Budnitskiy S. Y., Tananaev I. G., Shi Y., Xiong Y., Wang H. Hydrothermal synthesis and spark plasma sintering of NaY zeolite as solid-state matrices for cesium-137 immobilization. Journal o fthe European Ceramic Society, 2022, Vol. 42, pp. 3004-3014. 6. Ivanets A., Shashkova I., KitikovaN., Dzikaya A., NekrasovaN., Milyutin V., Baigenzhenov O., Zaruba-Venhlinskaya K., Radkevich A. Composite metal phosphates for selective adsorption and immobilization of cesium, strontium, and cobalt radionuclides in ceramic matrices. Journal o f Cleaner Production, 2022, Vol. 376, p. 134104. © Шичалин О. О., Папынов Е. К., Белов А. А., Иванов Н. П., Тананаев И. Г., 2025 71