Термодинамическое и экспериментальное исследование устойчивости Na-алюмофосфатного стекла в связи с проблемой глубинного захоронения радиоактивных отходов
AIPO4] и варисцит и гидроксид алюминия. Выявлены граничные реакции: 1) реакция дегидратации варисцита при Т = 186 °C (Psat) и Т = 192 °C (Р = 500 бар) — 2) переход от ассоциации гойяцит + Srгидрофосфат к ассоциации берлинит + Sr-гидроксид-апатит при Т = 258 °C (Psat) и Т = 268 °C (Р = 500 бар) — 3) реакция дегидратации гойяцита с образованием парагенезиса Sr-гидроксид-апатит + берлинит + диаспор… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ
- Глава II. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ АЛЮМО-ФОСФАТНОГО СТЕКЛА В «СУХОЙ»
- СИСТЕМЕ (Na, Cs)20-Sr0-AI203-P
- II. 1. Фазовый состав системы. Банк термодинамических данных
- II. 2. Топологическое исследование системы
- II. 3. Численная Т — Р-диаграмма состояния системы
- Na20 — SrO — А120з — Р205 в области субликвидуса. Диаграммы плавкости в частной системе Na3P04 — А1Р04 — Sr3(P04)2 — Р2О5 в области субликвидуса
- II. 4. Выводы по разделу
- Глава III. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В
- ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЕ (Na, Cs)20-Sr0-Al
- -Р205-Н20. Т-Р-ДИАГРАММА СИСТЕМЫ В ИНТЕРВАЛЕ Т=25−350°С И Р= Psat — 500 БАР
- III. 1. Формирование модельной гидротермальной системы
- III. 2. Т-Р-диаграмма закрытой системы
- Sr0-Al203- Р205 — Н
- Ш. З. Реакции гидролиза в системе Sr0-Al203 -Р205- Н
- Ш. 4. Выводы по разделу
- Глава I. Y. ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ
- SrO-AhOj-PzOs-HaO, ОТКРЫТОЙ ДЛЯ КОМПОНЕНТА P2Os. ДИАГРАММЫ T-lgfP205 И Т — Igmpoeu,. В ИНТЕРВАЛЕ Т=25−350°С
- I. Y.l. T-lg fP205 и Т — lgmP06m — диаграммы состояния системы Sr0-Al203-P205-H20, открытой для компонента Р
- I. Y.2. Выводы по разделу
- Глава. Y. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОТОЧНОЙ ВОДЫ С ТВЕРДЫМИ ФАЗАМИ С УЧЕТОМ РАСТВОРИМОСТИ И
Глава YI. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ Na-АЛЮМОФОСФАТНОГО СТЕКЛА В ПРОТОЧНОМ РЕАКТОРЕ. ПРОВЕРКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ВЫВОДОВ О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ВОДЫ СО СТЕКЛОМ В УСЛОВИЯХ ЕГО ГЛУБИННОГО ЗАХОРОНЕНИЯ
YI. 1. Методика эксперимента
YI.2. Результаты рентгенофазового анализов твердых продуктов
YI.3. Результаты химического анализа растворов на выходе из реактора
YI.4. Выводы по разделу
ГИДРОЛИЗА МИНЕРАЛОВ
YA. Выводы по разделу
Список литературы
- Алой А. С., Трофименко А. В., Исхакова О. А., Колычева Т. И. Разработка состава матрицы для остекловывания концентрата стронция и цезия из высокоактивных отходов. Радиохимия. 1997. Т. 39. N6. С.562−568.
- Атомная наука техника в СССР. М.: Энергоатомиздат. 1987. 312 с.
- Бабаев Н.С., Демин В. Ф., Ильин Л. А. и др. Ядерная энергетика, человек и окружающая среда. Изд. 2-е. М.: Энергоатомиздат. 1984. 312с.
- Балукова В. Д., Савушкина М. К. Оценка процессов выщелачивания отвержденных радиоактивных отходов в присутствии воды барьерных материалов. Атомная энергия. 1987. Т. 63. Вып. 4. С. 277 279.
- Балукова В. Д., Брежнева И. Е., Жихарев М. Н. и др. Основные направления работ по обращению с радиоактивными отходами в СССР. In: Nuclear Power Experience. Vienna: IAEA. 1980. V. 3. P. 167−180.
- Белянкин Д. С., Лапин В. В., Торопов Н. А. Физико-химические системы силикатной технологии. Промсторийиздат. 1054. 371с.
- Власов В. И., Кедровский О. Л., Никифоров А. С. и др. Обращение с жидкими отходами в рамках концепции замкнутого топливного цикла. Proc. Simp. Vienna: JAEA М-294/3. 1987. P. 105−116.
- Глаголенко Ю. В., Дзекун Е. Г., Дрожко Е. Г. и др. Стратегия обращения с радиоактивными отходами на производственном объединении «Маяк». Вопросы радиационной безопасности. 1996. N 2. С. 3−10.
- Ю.Зарайский Г. П. Экспериментальное моделирование зарастания единичной трещины при фильтрации воды в порфирите. В сб. «Геохимические проблемы захоронения радиоактивных отходов». 1994. Миасс. Вып. 18. С. 139−165.
- Иванов И. П., Котова Н. П. Исследование устойчивости Na А1 -фосфатного стекла, содержащего радиоактивные изотопы Sr и Cs, в контакте с водой при Т = 25 350°С и Р = Psat — 500 бар. Радиохимия. 1999. Т. 41. N 1. С. 90 — 94.
- Иванов И. П., Котова Н. П. Устойчивость технологического стекла, 90 137содержащего отходы радиоактивных изотопов Sr и Cs, в условиях глубинного захоронения. Геология рудных месторождений. 1999. Т. 41. N4. С. 356−365.
- Испытания отверженных радиоактивных отходов посредством длительного выщелачивания. Международный стандарт. Per. N UCO 6961−82. 1984.
- Кедровский О. Л., Шищиц И. Д., Леонов Е. А. и др. Основные направления решения проблемы надежной изоляции радиоактивных отходов в СССР. Атомная энергия. 1968. Т. 4. С. 287−294.
- Кедровский О. Л., Шищиц И. Д., Косарева И. М. Обоснование условий локализации высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива в геологических формациях. Атомная энергия. Т. 70. Вып. 5. 1991. С. 294−297.
- Коржинский Д. С. Теория метасоматической зональности. М.: Наука, 1969. 110с.
- Коржинский Д.С. Подвижность и инертность компонентов при метасоматозе. Изв. АН СССР. Отд-ние мат. и естеств. наук. 1936. N 1. С. 35−59.
- Коржинский Д. С. Теоретические основы анализа парагенезисов минералов. М.: Наука. 1973. 288с.
- Котова Н.П., Иванов И. Р. Исследование устойчивости алюмофосфатов стронция в системе Sro-Al203-P205-H20 в интервале Т=25−350°С и P=Psat-500 бар. Геохимия. 1999. N 2. С. 166 171.
- Кочкин Б.Т., Омельяненко Б. И., Петров В. А., Юдинцев С. В. О миниминазации экологического риска при выборе места длямогильника высокоактивных отходов в геологической среде. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 1994. N 1. С. 117.
- Краткий справочник физико-химических величин. Л.: Химия. 1967. 180с.
- Крылова Н. В., Куличенко В. В., Саламатина Р. Н. Влияние «теплового прошлого» на свойства остеклованных высокоактивных отходов. Атомная энергия. 1990. Т. 69. Вып. 4. С. 244−246.
- Крылова Н. В., Саламатина Р. Н., Шаврук В. В., Юзвикова М. А. Исследования возможного выщелачивания компонентов из фосфатных стекол в пластовую воду гранитных формаций. Атомная энергия. 1990. Т. 69. Вып. 5. С. 303−306.
- Куличенко В. В., Крылова Н. В., Мусатов Н. Д. Термическая, химическая и радиоционная устойчивость остеклованных радиоактивных отходов. In: Proc. Management of Radioactive Waster from the Nuclear Fuel Cycle. Vienna: IAEA. 1976. T.2. C. 85−96.
- Лаверов H. П., Канцель А. В., Лисицин А. Г. Омельяненко Б. И., Пэк
- A. А., Сельцов Б. М., Филоненко Ю. Д. Основные задачи радиоэкологии в связи с захоронением радиоактивных отходов. Атомная энергия. Т. 71. Вып. 6. 1991. С. 523−533.
- Лаверов Н. П., Омельяненко Б. И., Соболев И. А., Стефановский С.
- B. Минералогия и геохимия консервирующих матриц высокоактивных отходов. Геология рудных месторождений. 1997. Т. 39. С. 211−228.
- Лаверов Н. П., Омельяненко Б. И., Юдинцев С. В., Никонов Б. С. Цирконолит как матрица для иммобилизации высоактивных отходов (ВАО). Геология рудных месторождений. 1996. Т. 38. N 5. С. 387−395.
- Лаверов Н.П., Юдинцев С. В., Омельянеко Б. И., Никонов Б. С., Стефановский С. В. Мураитовая керамика для иммобилизации актинидов. Геология рудных месторождений. 1999. Т. 41. N 2. С. 99 108.
- Лаверов Н.П., Омельяненко Б. И., Величкин В. И. Геологические аспекты проблемы захоронения радиоактивных отходов. Геоэкология. 1994. N 6. С. 3−19.
- Никифоров А. С., Алой А. С., Долгов В. В. и др. Обращение с высокоактивными отходами, образующимися в процессе регенерации ядерного топливного цикла. Атомная энергия. Т. 63. Вып. 5. 1987. С.319−323.
- Петров Ю. Б. Индукционная плавка окислов. Л.: Энергоатомиздат. 1983.
- Плясунов А. В. Термодинамические свойства кристаллических фосфатов системы Na А1 — Р — О — Н (Sr) при 298 -620 К. Черноголовка. Фонды ИЭМ РАН. 1992. 25с.
- Портнов А. М., Дубакина Л. С., Кривоконева Г. К. Муратаит в предсказанной ассоциации с ландауитом. Докл. АН СССР. 1981. Т. 261. N3. С. 741−744.
- Подземное захоронение радиоактивных отходов. Основное руководство. Вена: МАГ ATE. 1981. 56 с.
- Прокин Е. С., Алексеев О. А., Ананина Т. Н., Ермолаев Е. Е. Поведение диоксида плутония в расплаве фосфатного стекла. Радиохимия. 1989. N 1. С. 140−144.
- Прокин Е. С., Ананина Т. Н., Алексеев Б. С., Ермолаев Е. Е. Исследования долговременной стабильности фосфатного стекла с альфа-излучателем. Радиохимия. 1997. Т. 39. Вып. 2. С. 182−186.
- Пудовкин 3. В., Пятенко Ю. А. Рентгенографическое исследование цирконолита и его синтетического аналога. Рентгенография минерального сырья. М.: Недра. 1964. С. 25−39.
- Пудовкин 3. В., Пятенко Ю. А. О цирконолите и его кристаллографических характеристиках. Новые данные о минералах СССР. М.: Наука. 1966. С. 124−133.
- Седов В. М., Сорокин В. Т., Козлов А. Е., Кузнецова А. И. Физико-химические аспекты захоронения остеклованных радиоактивных отходов в геологические формации. М.: ЦНИИ Атоминформ. 1988. 45с.
- Соболев И. А., Стефановский С. В., Лифанов Ф. А. Синтез керамики типа SYNROC из расплава. Радиохимия. 1993. Т. 35. N 3. С. 99−105.
- Соболев И. А., Лифанов Ф. А., Стефановский С. В., Дмитриев С. А., Захаренко В. Н., Кобелев А. П. Снижение улетучивания компонентов при электроварке боросиликатного стекла. Стекло и керамика. 1987. N4. С. 9−10.
- Соболев И. А., Лифанов Ф. А., Стефановский С. В., Дмитриев С. А., Захаренко В. Н., Кобелев А. П. Улетучивание компонентов при электроварке стекла. Стекло и керамика. 1987. N 2. С. 14−15.
- Соболев И. А., Коренков И. П., Хомчик Л. М., Проказова Л. М. Охрана окружающей среды при обезвреживании радиоактивных отходов. М. 1989. 167 с.
- Справочник химика. Л.: Химия. 1971. Т. 2. 1168с.
- Стефановский С. В. Структура и некоторые свойства стекла для иммобилизации радиоактивных отходов среднего уровня активности. Физика и химия стекла. 1990. Т. 16. N 5. С. 818−827.
- Стефановский С. В., Юдинцев С. В., Никонов Б. С., Омельяненко Б. И. Изучение материала Синрок. Геоэкология. 1996. N 4. С. 58−74.
- Стефановский С. В., Юдинцев С. В., Омельяненко Б. И., Дэй Р. А., Вэнс Е. Р. Полиминеральная матрица высокоактивных отходов. Доклады РАН. 1998. Т. 360. N 1. С. 96−99.
- Стефановский С. В., Лифанов Ф. А. Фазовое разделение при фиксации сульфатсодержащих радиоактивных отходов в стекло СаО В203 — Si02. Радиохимия. 1988. Т. 30. N 6. С. 825−829.
- Стефановский С. В, Соболев И. А., Лифанов Ф. А&bdquo- Дмитриев С. А. Микроструктура и химическая устойчивость стекол, содержащих радиоактивные отходы среднего уровня активности. Радиохимия. 1988. Т. 30. N6. С. 820−824.
- Физико-химические свойства окислов. М.: Металлургия. 1969. 455с.
- Шаповалов Ю. Б. Исследование поведения алюмосфатного стекла, содержащего Cs и Sr, в грунтовой воде при температурах 25−300°С и давлении 200 атм. В сб. «Геохимические проблемы захоронения радиоактивных отходов». 1994. Миасс. Вып. 18. С. 166−181.
- Эпельбаум М. Б. Гидротермальная обработка перспективный технологический прием для производства стекла, керамики и полнокристаллических силикатных материалов. Неорганические материалы. 1983. Т. 19. N 5. С. 23.
- Adams J. W., Botinelly Т., Sharp W. N., Robinson K. Murataite, a new complex oxide from El Paso Country, Colorado. Americ. Mineralogist. 1974. V. 59. NI/2. P. 172−178.
- Bates J. K., Steindler M. J. Alternation of nuclear waste glass by hydration. Mat. Res. Soc. Proc. 1983. V. 15. P. 83−90.
- Bayliss P., Mazzi F., Munno R. And White T. J. Mineral nomeclature: zirkonolite. Mineral. Mag. 1989. V. 53. Pt. 5. P. 565−569.
- Bernadzikowski Т. A., ed. The evaluation and selection of candidate high level waste forms. Springfield: National Nechnical Infor. Serv. 1982. USDOE. TIC-11 611.
- Bourcier W. L., Peiffer D. W., Knauss K. G. et al. Scientific basis for nuclear waste management XIII. Material Research Society Symposium Proceedings. 1990. V. 176. P. 209.
- Chapman N, VcKinley I. The Geological Disposal of Nuclear Waste. Great Britan. J. Willey and Sons. 1988. 280 p.
- Chemical Durability and Related Properties of Solidified High-Level Waste Forms. Technicfl Report Str. N 254. Vienna: IAEA. 1985.
- Crovisier J. L., Atassi H., Daux V. et al. Scientific basis for nuclear waste management. Material Research Society Symposium Proceedings. 1988. V. 127. P. 41.
- Dzekun E. G., Glagolenko Y. V., Drojko E. G. et al. Industrial scale-plant for HLW partinioning in Russia. Proc. Intern. Top. Meet. On Nucl. And Hazard. Waste Management. Spectrum ' 96. Seattle. Amer. Nucl. Soc. 1996. P. 2138−2139.
- Ercit R. С., Hawthorne F.C. Murataite, a UB12 derivative structure with condensed Keggin molecules. Canad. Mineralogist. 1995. V. 35. P. 12 231 229.
- Ewing R. C. Webert W. J., Clinard E. W. Radiation effects in nuclear waste forms for high-level radioactive wastes. Progress in Nuclear Energy. London: Pergamon. 1995. V.29. N 2. P. 63−127.
- Freeborn W. P., Wite W. B. Hydrothermal dissolution of nuclear waste ceramics. Advances in Ceramics. 1984. V. 8. P. 368−376.
- Garrels P.M., Christ C.L. Solutions, Minerals and Equlibria. Harper and Row. New York, 1965. p. 367.
- Gahlert S., Ondaracek G. Sintered glass. Radioactive Waste Forms for the Future. Amsterdam: Elsevier Sci. Publ. 1988. P. 161−192.
- Harrington R. Apps. J. Solidification of hight-level waste. Underground Space. 1982. V. 6. P. 259−263.
- Hench I. Clark D., Harher A. Review nuclear waste solids. J. Mater. Sci., 1986. V.21.N5.P. 1457−1478.
- Hench L. L, Clark D. E., Campbell J. High level waste immobilization forms. Nuclear and Chemical Waste Management. 1984. V. 5. P. 149−173.
- Kesson S. E., Sinclair W. J., Ringwood A. E. Solid solution limits in SYNROC zirconolite. Nuclear and Chemical Waste Management. 1983. V. 16. P. 173−200.
- Knyazev O. A., Nikonov B. S., Omelianenko B. J. et al. Preparation and characterization of inductively-melted SYNROC. Proc. Intern. Top. Meet. on Nuct. And Hazard. Waste Managem. Spetrum ' 96. Seattle: Amer. Nucl. Soc. 1996. P. 2138−2139.
- Kotova N. P., Ivanov I. P. Stability of Na Al — phosphate glass containing 90Sr and 137Cs in contact with water (application to the subsurface burial ofradioactive waste in geological formation). Experiment in Geosciences. 1996. V. 5. N1.P. 93−94.
- Kotova N. P., Ivanov I. P. Thermodynamic modelling of leaching of Na07 107
- Al-phosphate glass containing radioactive Sr and Cs isotopes by underground water under buriel conditions. Experiment in GeoSciences. 1999. V. 8. N. l.P. 77−79.
- Lutze W. Silicate glasses. Radioactive Waste Forms for the Future. Amsterdam: Elsevier Sci. Publ. 1988. P. 1−160.
- Mendel J. E., ed. Final report of the defence high level wastes leaching mechanisms program. Richland: Battele Pacific Northwest Laboratories. 1982. Report N Pn L-5157.
- Morgan P. E. D., Ryeson F. J. A new «cubic» crystal compound. J. Mater. Sci. Lett. 1982. V. 1. N 8. P. 351−352.
- Morgan P. E. D., Harker А. В., Flintoff J. F. et at. Development in SRP «composite» defense ceramic radwaste forms. Advances in Ceramics. 1984. V. 8. P.234−246.
- Ringwood A. E. Safe disposal of high-level nuclear reactor wastes: A new strategy. Canberra: Austral. Nat. Univ. Press. 1978.
- Ringwood A. E. Safe disposal of high-level radioactive wastes. Fortsch. Mineral. 1980. Bd. 58. H. 2. P. 149−168.
- Ringwood A. E., Kesson S. E., Ware N. G. et al. Immobilization of high level nuclear reactor waste in SYNROC. Nature. 1979. N 278. P. 219−223.
- Ringwood A. E., Kesson S. E., Reeve K. D., Levins D. M., Ramm E. J. SYNROC. Radioactive Waste Forms for the Future. Amsterdam: Elsevier. 1988. P. 237−333.
- Ringwood A. E. Disposal of high-level nuclear wastes: a geological perspective. Mineral. Mag. 1985. V. 49. Pt. 2. N 351. P. 159−176.
- Ringwood A. E., Kesson S. E., Ware N. G. et al. Immobilization of hihg-level nuclear reactor wastes in SYNROCK. Nature. 1979. N 278. P. 219 223.
- Ringwood A. E., Kesson S. E., Reeve K. D. et al. Synrock. Radioactive Waste Forms for the Future. Amsterdam: Elsevier. Sci. Publ. 1988. P. 233 334.
- Robie R. A., Hemingway B. S., Fisher J. R. Thermodynamic properties of mineral and related substances at 298.15 К and 1 bar (105 Pascals) pressure and at higher temperatures. Geol. Surv. Bull. 1978. N 1459. 456 P
- Roy R. Science underlying radioactive waste management: status and needs. Science basic for nuclear waste management. Boston. 1979. V. 1 P. 1−20.
- Sales В. C., Boather L. A. Lead-iron phosphate glass. Radioactive Waste Forms for the Future. Amsterdam: Elsevier Sci. Publ. 1988. P. 193−232.
- Tait J., Hayward P., Devgyn J. Tecknologies for the containment, immodilization and diposal of radioactive wastes. Can. J. Civil Engng. 1989. V. 16. N4. P. 444−458.
- Thompson J.B. The thermodynamic basis for the mineral facies concept. Am. J. Sci. 1955. V. 253. N 2. P. 42−67.
- Tempest P. A. A comparison of borosilicate glass and synthetic mineral as media for the immobilization of high level radioactive-waste. Nucl. Techn. 1981. V. 52. N3. P. 415−425.
- Vance E. R., Begg B. D., Day R. A., Ball C. J. Zirconolite-rich ceramics for actinide waste. Proc of the XYIII the Intern. Symp. On Sci. Basis Nucl. Waste Management. Kyoto. 1994. Pittsburgh: MRS. 1995. V. 353. P. 767−774.
- Vanse E. D., Hart K. P., Day R. A. et al. Excess Pu dispositions in zirconolite-rich SYNROC containing nepheline. Proc. of the XIX Intern. Symp. On Sci. Bas. Nucl. Waste Managements. Boston. 1995. Pittsburgh: MRS. 1996. V. 412. P. 49−55.
- Winchel A.N., Winchel G. The microskopical haractors of artificial inorganic solid substancies: Optical properties of artificial minerals. Academic Press, New Work and London, 1964.
- Zachariasen W. H. The atomic arrangment in glass. J. Amer. Chem. Soc. 1932. V.54. N 10. P. 3841−3851.