硼硅酸盐玻璃浸出前后结构变化的研究
2021-07-13张晓阳卯江江陈丽婷茆亚南王天天孙梦利彭海波王铁山
硅酸盐通报 2021年6期
关键词:结构
张晓阳,卯江江,陈丽婷,茆亚南,王天天,孙梦利,彭海波,王铁山
(1.兰州大学核科学与技术学院,兰州 730000;2.兰州大学,特殊功能材料与结构设计教育部重点实验室,兰州 730000)
0 引 言
核能是一种重要的清洁能源。但是伴随核能利用而产生的乏燃料处理问题也亟待解决。乏燃料处理后的高放射性废物毒性大、寿命长,对生物圈危害大,所以需要妥善处理。对高放废物进行玻璃固化,然后进行深地质处置是目前最具应用前景的做法,而国际上首选的高放废物固化基材是硼硅酸盐玻璃[1-3]。深地质处置过程中固化体存在意外损坏从而导致放射性核素浸出的风险,因此研究浸出后性能与结构的变化对于高放废物长期安全的深地质处置具有非常重要的意义[4-5]。
Glatz等[6]研究了周围地质处置环境(寄主岩石花岗岩)对不同类型的核废料玻璃固化体浸出性能的影响,指出花岗岩的存在可以降低固化体的元素浸出率。Juoi等[7]对不同废料包容量下的固化体的相结构及耐浸出性能进行了试验,探究了玻璃固化体的适宜的废料包容量。Sheng等[8]研究了玻璃固化体在地下水中的浸出行为,指出在浸出温度为50~100 ℃范围内,离子交换反应是浸出反应的主要形式,玻璃网络水解反应影响较弱。Taylor等[9]研究了组分对玻璃耐腐蚀性的影响,认为玻璃中钠碱的含量对玻璃在去离子水中的耐腐蚀性影响很大。张华等[10]研究了低氧的地质处置条件下,玻璃的浸出性能的变化,并分析了玻璃中各元素浸出率的变化,研究表明,各元素浸出率先下降,后达到平衡状态,低氧条件可以显著降低元素浸出率(约为10-5g·m-2·d-1)。……
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