模拟含锶废物铁磷酸盐玻璃固化体的化学稳定性

针对我国高放废液全分离流程中产出的锶废物组成特点,设计了用铁磷酸盐玻璃固化锶废物的配方。用红外光谱（IR）研究了玻璃固化体的结构,用Product Consistency Test(PCT）试验方法研究了玻璃固化体的化学稳定性。研究表明,在所选的配方组成范围内,所熔制的玻璃固化体均有较好的化学稳定性。当配料中模拟含锶废物的含量为24～28%(wt)、FeO3的含量大于24%(wt)、O/P（氧磷摩尔比）为3.5～3.6时,玻璃固化体的化学稳定性最好。     

铁磷摩尔比对含锆铁磷酸盐玻璃陶瓷结构和化学稳定性的影响北大核心CSCD

以P_(2)O_(5)-Fe_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)O四元玻璃作为基础,掺入x=6%(摩尔分数)的ZrO_(2),改变基质玻璃的Fe/P摩尔比(r(Fe/P)),采用熔淬法制备一系列玻璃陶瓷样品,研究含ZrO_(2)的玻璃陶瓷结构和化学稳定性随Fe/P摩尔比的变化。X射线衍射用于物相分析,拉曼光谱、X射线光电子能谱和穆斯堡尔谱用于结构分析。Fe/P摩尔比小于0.18时,样品中Fe^(3+)的相对含量(n(Fe^(3+))/(n(Fe^(2+))+n(Fe^(3+)))摩尔比)随着r(Fe/P)增加而增多;r(Fe/P)介于0.18~0.32时,n(Fe^(3+))/(n(Fe^(2+))+n(Fe^(3+)))在60%左右波动。r(Fe/P)介于0.2~0.3时,样品的化学稳定性最好。     

氧化硼对铁磷酸盐玻璃陶瓷固化体的影响

研究了不同B₂O₃掺量对铁磷酸盐玻璃陶瓷高放废物固化体结构和性能的影响。应用溶出速率法（DR）对固化体进行了化学稳定性测试,使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）方法研究了样品的结构。研究结果表明：玻璃陶瓷固化体的主晶相为独居石;B₂O₃的引入对玻璃陶瓷固化体的化学稳定性影响较大,以10%（摩尔分数）的B₂O₃代替Fe₂O₃制得的固化体化学稳定性最佳,其28d的质量浸出率约为7.81×10^-9g•cm^-2•min^-1;试样中存在大量正磷酸基团［PO₄］^3-和少量焦磷酸基团［P₂O₇］^4-,无偏磷酸基团［PO₃］^-存在,固化体中的B主要以［BO₄］四面体基团形式存在。     

高放核废料磷酸盐玻璃陶瓷固化研究进展

磷酸盐玻璃陶瓷是固化"难溶"核废料的优异基材,具有高的废料包容量和优异的稳定性,因而,磷酸盐玻璃陶瓷固化是高放核废料固化处理的重要研究方向之一。本文简要综述了高放核废料磷酸盐玻璃陶瓷固化体的类型、固化机理、固化体设计、稳定性及其制备,并对其研究做了展望。其今后研究方向主要包括:(1)磷酸盐玻璃固化体的中长期化学稳定性、蚀变规律和抗腐蚀机制的研究;关注其物理性能、热稳定性和辐照稳定性;(2)磷酸盐玻璃陶瓷固化体的简洁制备工艺技术及其工艺原理,及其对设备和电极的侵蚀和寿命的影响。     

Na_2O/Al_2O_3摩尔比对模拟高放废液硼硅酸盐玻璃固化体结构和性能的影响

研究了Na2O/Al2O3摩尔比(n)对模拟高放废液硼硅酸盐玻璃固化体结构和性能的影响。利用红外光谱分析了不同Na2O/Al2O3摩尔比时硼硅酸盐玻璃固化体的结构变化,并用溶解速率法(DR)和全谱直读等离子发射光谱(ICP-OES)表征了所制备出固化体的化学稳定性。结果表明:在研究组分范围内,当n1.0时,硼硅酸盐玻璃固化体结构中Al以[AlO4]四面体的形式存在,但[BO3]三角体的量较大;随着Na2O/Al2O3摩尔比的增加(n=1.0),固化体结构中[BO3]三角体向[BO4]四面体转变,Al仍以[AlO4]四面体的形式存在,固化体结构稳定性增加;Na2O/Al2O3摩尔比继续增加(n=1.5或2.0),固化体成分中由于Al含量已很少而使[AlO4]含量过少,对固化体结构网络致密性的影响起主要作用,且此时成分中存在过多的碱金属离子在结构中起断网作用,玻璃固化体网络结构变疏松。在Na2O/Al2O3摩尔比为1.0时,玻璃固化体有相对较佳的结构稳定性和化学稳定性,浸泡56d后的失重速率为10-9 g/(cm2·min)数量级,且浸出液中各浸出离子的平均浓度最低。     

硼硅酸盐玻璃中硫的形态和结构的XANES方法研究

本工作研究硫结合入硼硅酸盐玻璃的结构,结构性质可为提高硫的包容量提供理论依据.实验收集了多种晶体标准的硫XANES谱图,通过比较玻璃中硫的XANES谱图与标准物质中硫的XANES谱图,得出在硼硅酸盐玻璃中,硫以硫酸根形式存在,无明显可观测到的还原性硫存在.硫酸根被网络调节剂阳离子所环绕.     

硼锂玻璃与珍珠岩玻璃的研制及工艺试验

研制了用于固化高放废液的硼锂玻璃504~#和珍珠岩玻璃7920~#二种配方。并在工程冷试验装置上进行了玻璃固化工艺试验。本文介绍这二种玻璃的组成、工艺流程及试验结果。     

Al2O3对独居石玻璃陶瓷固化体的影响

本文研究了Al₂O₃掺量对独居石玻璃陶瓷固化体结构和化学稳定性的影响。用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）方法表征样品结构,用溶解速率法和全谱直读等离子体发射光谱（ICP-OES）分别测定样品在浸出液中浸泡后的失重速率及各元素的浸出浓度,以研究固化体的化学稳定性。研究结果表明：当Al₂O₃掺量为4%（摩尔分数）时,在980 ℃下保温3 h得到的独居石玻璃陶瓷固化体具有较高的化学稳定性,浸泡14 d时其质量浸出率最低,约为8.1 ng/(cm²•min),其中Ce、La元素在浸出液中均未检出;固化体的主晶相为独居石,结构中含有大量稳定的正磷酸基团［PO₄］^3-和少量的焦磷酸基团［P₂O₇］^4-,不存在偏磷酸基团［PO₃］^-。     

硼硅酸盐玻璃中硫存在形态的XANES方法研究

硼硅酸盐玻璃固化高放废物是目前国际公认的较好方法,采用这种方法所产生的玻璃固化体具有良好的化学耐久性,熔制温度在可接受范围。但是很多放射性废物中,包括我国的高放废液,含有一定量的硫,由于硫在硼硅酸盐熔体中溶解度较低,使得硫常常成为废物包容量的限制因素。因此提高玻璃中硫包容量的方法对于含高浓硫酸盐的高放废液玻璃固化来说是非常重要的。     

水合稀土磷酸盐的热行为及其相变产物的化学稳定性北大核心CSCD

水合稀土磷酸盐(LnPO_(4)·n H_(2)O)对锕系核素选择性高、载荷量大,易在酸性溶液中制备,是沉淀-富集高放废液中锕系核素的理想材料之一。本工作利用沉淀法制备水合稀土磷酸盐(LnPO_(4)·0_(6)67H_(2)O,Ln=La、Eu、Gd),研究了LnPO_(4)·0_(6)67H_(2)O的热行为及其相变产物的化学稳定性。结果表明,LnPO_(4)·0_(6)67H_(2)O结构稳定性和脱水吸附可逆性良好,其晶型转变过程为LnPO_(4)·0_(6)67H_(2)O 25-80℃LnPO_(4)·0.5H_(2)O 80-240℃LnPO_(4)661-935℃独居石;LnPO_(4)·0_(6)67H_(2)O及其相变产物具有优异的化学稳定性,在溶液(pH=3/7、T=90/150℃)浸出28 d后归一化浸出率LR Ln为10^(-7)~10^(-4)g/(m^(2)·d);热处理可提高水合稀土磷酸盐的化学稳定性,GdPO_(4)·0_(6)67H_(2)O及其相变产物的化学稳定性顺序为GdPO_(4)·0_(6)67H_(2)O<脱水相(GdPO_(4)·n H_(2)O)<钆独居石,pH值对稀土磷酸盐化学稳定性的影响大于温度对其的影响。     

模拟动力堆高放废液玻璃固化体的析晶行为及其对浸出率的影响北大核心CSCD

玻璃固化技术是国内外目前主要的高放废液固化处理手段。针对模拟高燃耗动力堆高放废液,研究了废物氧化物包容量为24%(质量分数,下同)和30%时玻璃固化体在不同热处理温度下的析晶行为以及析晶对玻璃固化体抗浸出性能的影响。根据X射线衍射、拉曼光谱和扫描电子显微镜分析结果,当热处理温度为800℃时,玻璃固化体析出晶体相为树枝状的钼酸钙CaMoO_(4)和丝状的锆铈氧化物Zr_(x)Ce_(1-x)O_(2);当热处理温度为950℃时,除钼酸钙和锆铈氧化物之外,玻璃固化体中还有大量的空心六方柱形的硅氧磷灰石相Ca_(2)Ln_(8)(SiO_(4))_(6)O_(2)析出。根据抗浸出性能检测结果,玻璃固化体经热处理析晶后其归一化质量损失降低了约1/3,B、Na、Mo、Ca等的归一化质量损失也有明显下降。且950℃热处理比800℃热处理后的玻璃固化体归一化质量损失更小。结果表明热处理析晶可提升玻璃固化体抗浸出性能。     

SiO2和B2O3含量对模拟高放废物玻璃结构的影响

硼硅酸盐玻璃具有特别高的化学稳定性、较好的热稳定性、较大的放射性废物包容量等优点,被广泛作为固化高放废液的基础玻璃料.废物玻璃固化体的结构与其组成存在一定的内在依存关系,它将对废物玻璃的性质产生影响.以组分含量作为变量,所引起的废物玻璃固化体的某些结构特征的变化,是探索影响高放废物玻璃固化体性能的内在线索.为了获取废物...     

合成榍石的化学稳定性

以H2SiO3、CaCO3、TiO2为原料,通过固相法合成榍石,借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子吸收光谱(AAS)等分析手段,研究合成榍石的化学稳定性。结果表明,在pH为5~9的水溶液中,合成榍石具有良好的化学稳定性,温度和pH是影响1~21 d化学稳定性的重要因素;42 d Ca2+的浸出率比Ti4+的浸出率高2个数量级;在90℃、pH=7下,Ca2+和Ti4+的42 d归一化浸出率分别为3.33×10-3、1.33×10-5g.m-2.d-1;在25℃、pH=7下,Ca2+和Ti4+的42 d归一化浸出率分别为1.52×10-3、3.05×10-5g.m-2.d-1;在25℃、pH=3下,Ca2+的42 d归一化浸出率达到7.71×10-2g.m-2.d-1。     

玻璃固化过程中Mo的化学行为研究进展

高放废液中的Mo在玻璃中的溶解度较低,在高放废液的玻璃固化中易形成黄相,黄相的出现对玻璃固化过程和固化体性能均不利,限制了玻璃固化体中废物的包容量。通过改变玻璃配方或开发研究新的配方提高固化体中Mo含量,可以消除黄相。本文综述了近年来国内外针对玻璃固化过程中Mo的化学行为研究所取得的研究进展。     

Analysis of Leaching Behavior of Simulated LILW Glasses by Using the MCC-1 Test Method

Glasses developed for the treatment of low- and intermediate-level radioactive waste (LILW) from nuclear power plants were evaluated by using the Material Characterization Center-1 (MCC-1) leaching method. Tests were conducted at temperatures of 40, 70, and 90°C for three weeks in pH buffer solutions spanning the range from pH 4 to pH 11. Normalized mass losses and forward dissolution rates of major glass elements (B, Na, Al, Si, Co, Cs) were analyzed under each leaching condition. From these data, the forward rate equations depending on pH and temperature were defined using a nonlinear regression method. This equation provided an overall diagram of the leach rate with these parameters (i.e., pH and temperature). The forward dissolution rates of the glasses were found to have a V-shaped pH dependence. The glasses in the pH ranges were found to have a forward dissolution rate below 10 g/m²·d, when the temperatures were between 40 and 90°C and the leachant condition was pH 4–11. Except for the DG2 glass, the minimum forward dissolution rate (0.01–1 g/m²·d) was obtained at approximately pH 7–8. Compared with previously reported results, the developed glasses showed relatively high forward dissolution rates at the neutral region, while showing similar or lower rates compared with other glasses and ceramic waste forms at both extremes of pH.     

硼硅酸盐废物玻璃中硫形态的拉曼光谱

为提高硫在玻璃中的包容量,需了解硫结合进硼硅酸盐玻璃中的结构,本研究利用拉曼光谱来定性分析硼硅酸盐玻璃中硫的结构。拉曼光谱分析结果表明,在硼硅酸盐玻璃中,硫以硫酸盐的形式存在,SO₄四面体周围最近的原子是Na⁺、Ca²⁺或其它阳离子,阳离子类型取决于形成玻璃的网络调节剂类型,硫酸盐存在于玻璃网络空穴中,在硫酸根和玻璃网络间没有键合。研究提出了提高硫包容量的方法,即适当降低网络形成剂的浓度,使网络结构松散,增大空穴量,从而提高硫酸盐的溶解量。     

掺钆铈独居石陶瓷固化体在THMC耦合作用下的化学稳定性

以氧化钆、十水草酸铈和磷酸二氢铵为原料,采用热压烧结制备掺钆铈独居石陶瓷固化体,借助X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、能谱（EDS）和电感耦合等离子体发射光谱-质谱（ICP-MS）等分析手段,研究掺钆铈独居石陶瓷固化体的热压烧结及固化体在热-水-力-化学(THMC)耦合作用下的化学稳定性。结果表明,采用热压烧结技术,实现了单相Ce_0.9Gd_0.1PO₄陶瓷固化体的低温（1150～1200 ℃）、快速（2 h）烧结,固化体的相对密度达99.62%;在THMC耦合作用下（温度为90～200 ℃(0.101～1.554 MPa),pH=5～9）,固化体具有优异的化学稳定性,浸出时间为42 d时,模拟次锕系核素Gd的归一化浸出率在10^-6～10^-5 g/(m²•d）数量级;温度和pH值对Ce的归一化浸出率影响较小;温度对Gd的归一化浸出率没有影响;与弱碱性（pH=9）水溶液相比,在弱酸性（pH=5）和中性（pH=7）水溶液中,Gd的归一化浸出率相对较高。     

Band Structure and Chemical Bond in ThX Compounds

The band structure of metallic Th and NaCl-type ThX (X=C, N, P, S) compounds were calculated by tight-binding method, with the parametrization improvement. Values of two-center parameters chosen so as to fit the result for Th given by Gupta & Loucks were found to be very close to two-center integrals with a suitable integration range. Applying this method for evaluating parameters, the band structures for ThX compounds were also computed. Population analysis to determine the electron populations in each orbital based on the results obtained by the method indicated that for all compounds calculated the occupied states consist mainly of σ type bonding between metalloid p and Th d_r as well as bonding between π and Th d_?.