Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Секция «Экологические аспекты использования ядерной энергии»

ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ЦЕЗИЙСОДЕРЖАЩИХ СТЕКЛООБРАЗНЫХ МАТРИЦ ДЛЯ ИСТОЧНИКОВ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ

Созыкина В.Л.

Озерский технологический институт (филиал) МИФИ

Прогресс ядерной технологии, приборостроения, химии, медицины и многих других отраслей народного хозяйства поставил перед радиационной техникой важные задачи, для решения которых потребовалось развитие работ по конструированию, изготовлению и определению характеристик радиоактивных источников ионизирующих излучений.

Характер использования источников определяет выбор -излучателя для его приготовления. В -терапии и -дефектоскопии к излучателям предъявляются самые высокие требования: они должны быть долгоживущими, устойчивыми к действию радиации и иметь максимально возможную удельную активность. Наиболее часто используемой формой активной части источников ионизирующего излучения является хлорид цезия, основным недостатком которого является высокая растворимость в воде. Для замены хлорида цезия предложены такие матрицы как алюмофосфатное стекло, боросиликатное стекло и фосфатная керамика.

Цель работы — исследование свойств малоизученных цезийсодержащих стеклообразных матриц, как основных претендентов на замену хлорида цезия.

В технологии изготовления источников применяется синтез цезийсодержащих стекол.

В качестве материалов активной части цезиевых источников для проверки на имитационном растворе цезия выбраны алюмофосфатное и боросиликатное стекла. Для выбора технологии изготовления активной части цезиевых источников планировалось проверить следующие характеристики стекол: температуру синтеза и варки, плотность, расчетную объемную активность, степень выщелачиваемости для порошков. Получено, что расчетная объемная активность для титанборсиликатного стекла составила от 32,3 до 42,6 Ku/см³, для титанцирконийборсиликатного стекла – 40,3 Ku/см³, для алюмофосфатного стекла – от 50,5 до 51,7 Ku/см³.

Для оценки химической стойкости материалов цезиевых источников использован метод выщелачивания. Выщелачиваемость измельченных проб стекла составила для титанборсиликатного стекла – от 17,09 до 20,57%, для титанцирконийборсиликатного стекла – от 4,94 до 6,57%, для алюмофосфатного стекла – от 33,17 до 39,25%.

Одной из причин значительного перехода цезия в раствор, очевидно, является большая площадь поверхности, с которой проводилось выщелачивание. Кроме того, существует вероятность того, что синтез стеклосодержащих матриц в процессе варки прошел не до конца.

Полученные результаты позволяют наметить дальнейшее направление исследований: отработка режимов варки стекла, а также выщелачивание цезия из образцов с известной площадью поверхности.