МАТЕРИАЛЫ ТИПА СИНРОК: ДИФФУЗИЯ И ВОДОУСТОЙЧИВОСТЬ

Жукова В.А.

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)


В настоящее время основным способом изоляции высокоактивных отходов (ВАО) является процесс остекловывания. Но стекла — термодинамически нестабильные твердые тела способные, в принципе, к девитрификации, которая существенно ухудшает их механическую прочность и, что особенно важно, их водоустойчивость. Поэтому для изоляции ВАО был предложен ряд новых материалов, наиболее перспективными из которых являются керамики. Среди последних наибольшую известность приобрели керамики типа СИНРОК (synthеtic rock — синтетическая порода).

Диффузия ионов может играть важную, а иногда и определяющую роль в процессе взаимодействия керамики с водой. В связи с этим методом интегральной остаточной активности исследовалась диффузия радионуклидов 22Na и 241Am в образцах СИНРОКА-C, синтезированных методами горячего прессования (ГП) и индукционного плавления в “холодном тигле” (ИПХТ). Установлено, что в температурном интервале 573-923К коэффициенты диффузии радионуклидов имеют следующие порядки величин: 22Na 10-12 - 10-14 м2/с, 241Am 10-17 - 10-18 м2/с.

Показано, что при всех временах контакта с дистиллированной водой при 295 К скорости выщелачивания натрия (в кгNa/м2с) в СИНРОКЕ-C (ГП) больше, чем в СИНРОКЕ (ИПХТ).

Выявлено, что диффузия катионов натрия в СИНРОКЕ играет существенную роль в процессе выщелачивания последних из материала.

Экспериментально доказано, что скорости выщелачивания натрия из керамики типа СИНРОК-С через 28 суток их контакта с водой, как правило, меньше, чем из боросиликатных стекол, что может указывать на перспективность использования керамики в качестве материалов для отверждения ВАО.