何晓俊

（同济大学材料科学与工程学院，中国 上海 201804）

0 引言

2011年3月11日发生的福岛核电站事故使得福岛地区的主要作物水稻收到了放射性元素137Cs严重的污染[1]，一系列关于福岛生产的稻米的137Cs含量超出政府规制的报道见诸报端[2-3]。考虑到福岛地区土壤受到的大规模严重污染，今后发生水稻污染的可能性依然极大。在一株水稻中，稻壳、稻草和其他一些不可食用的部分比可食用的部分，也就是稻米具有更高的Cs含量[4]，因此怎么样处理稻壳或者稻草就成了一个急迫的课题。一般来说这样的废弃物都会先使用焚烧来进行减容，但是由此会产生含有更高的137Cs含量的焚烧灰。因此，对于这些焚烧灰，例如稻壳灰，所含有的放射性Cs元素进行固化处理就显得极为必要。本文尝试将含有Cs元素的稻壳灰直接固化为铯榴石来实现对Cs元素的固化。

铯榴石(CsAlSi2O6)被认为是一种极好的放射性Cs元素固化体[5]。它的孔道结构的直径在2.8[6]，而Cs原子的直径在3.34 ，因此如果只要铯榴石的整个沸石结构没有被破坏，Cs原子就不会轻易地被释放出来。而方沸石(NaAlSi2O6)具有和铯榴石相似的结构，也有通过离子交换牢固地吸附Cs的能力。换言之，在铯榴石或方沸石铯榴石固溶体中的Cs离子将被牢固地吸附，从而可以实现放射性Cs元素的固化。

在我们的研究中，首先我们将探索使用水热低温的方法(≤200°C)将稻壳灰合成为方沸石，并使得固化体具有相当的强度，其后进行将含有铯的稻壳灰合成为铯榴石来固化其中的放射性Cs元素的研究。……