ZnO和CaO对模拟高放废液硅酸盐玻璃固化体性能的影响研究

针对有些高放废液含有较多Fe、Cr、Ni过渡金属元素,在玻璃固化工艺过程中易于形成晶体,导致熔融玻璃体的黏度增加、化学稳定性变差以及工艺过程中易出现出料口堵塞等问题,研究了废物包容量为15%和20%、添加ZnO(5.6%)和CaO(1.75%)的配方对形成的4种玻璃固化体的物理性能(密度、硬度、断裂韧性)、化学性能(产品一致性测试和蒸汽腐蚀测试)和结构(X射线衍射析晶分析、拉曼光谱分析)的影响。研究分析显示,提高废物包容量至20%以及添加ZnO和CaO均可促进硼硅酸盐玻璃固化体网络结构的稳定性和化学稳定性,并增强玻璃体的密度,提高硬度;但玻璃固化体的高温黏度升高,断裂韧性下降。     

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。     

模拟高放玻璃固化体的析晶行为

在高放废物玻璃熔制过程中,高放废物罐中心区域玻璃长时间处于高温状态,发生析晶现象。析晶增加了高放玻璃固化体的相界面,改变了其物理性质和化学性质。为了避免析晶的发生,必须研究高放玻璃固化体的析晶行为。本工作采用恒温热处理方式,研究模拟高放玻璃固化体的析晶行为。将模拟高放玻璃粉末分别在500、600、700、800、900℃下进行了0.5~96h的热处理。采用X射线衍射法(XRD)检测热处理后样品的结晶度和晶相。XRD测试结果表明:模拟高放玻璃固化体的最大结晶度析晶温度在700℃左右;热处理后产生了三类晶相辉石、斜长石和方铈矿,辉石出现在600~900℃,为主要晶相,方铈矿出现在700~900℃,斜长石只出现在700℃。     

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。     

国外高放废液玻璃固化体浸出行为的研究及发展

本文介绍了高放废液玻璃固化体的一般浸出过程，对高放废液玻璃固化体与模拟高放废液玻璃固化体的浸出情况进行了比较；探讨了在高放废液玻璃固化体浸出行为研究中的几个主要的发展方向，包括新的浸泡方法的建立，研究溶液中胶体及微生物对固化体浸出的影响及其它的一些发展动向。     

90—19／U模拟高放玻璃固化体的浸出特性评价

利用动态及静态浸泡法，研究了浸泡温度、流速和浸泡剂对模拟高放玻璃固化体９０－１９／Ｕ的浸出影响，对固化体的浸出特性进行了评价，实验发现，浸泡温度对浸出的影响十分明显；固化体的浸出随流速的增加而增加，实验结果表明，９０－１９／Ｕ模拟高放玻璃固化体是一种比较好的玻璃固化体形式。     

模拟高放玻璃固化体的抗浸出性研究

本文对高放废物氧化物包容量为20wt％(含0.131mol/lSO_4~(2-))的GP-12/9B和GP-12/7B两种模拟高放玻璃固化体进行了ISO和MCC-1静态浸泡试验与Soxhlet动态浸泡试验,测定了元素浸出率和质量损失,研究了浸出率与浸泡温度和时间的关系。     

模拟高放废液玻璃固化体的偏硼酸锂熔融法

一、引言随着核能的发展,人们愈来愈关注放射性废物处理工艺的安全问题。对高放废液常采用玻璃固化的处理方法。玻璃固化工艺的研究需要分析化学方面提供玻璃固化体的成份数据,作为评价其性能的重要依据。     

90－19／U模拟高放玻璃固化体的浸出特性评价

采用动态及静态浸泡法，研究了浸泡温度、流速和浸泡剂对模拟高放玻璃固化体９Ｏ－１９／Ｕ的浸出影响，对固化体的浸出特性进行了评价。实验发现，浸泡温度对浸出的影响十分明显；固化体的浸出随流速的增加而增加。实验结果表明，９Ｏ－１９／Ｕ模拟高放玻璃固化体是一种比较好的玻璃固化体形式。     

模拟铯废物玻璃固化物组成对浸出性能的影响

按正交试验设计方法设计了熔制模拟铯废物钛硅酸盐玻璃固化体的配料组成，制备了相应的固化体样品，按静态浸出试验方法（MCC－1）对样品进行了浸出试验，条件为去离子水、90℃、7d、样品表面积与去离子水体积之比为10m^-1。用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP－AES）和原子吸收（AAS）测定浸出液中各种离子的浓度。结果表明，固化体浸出液中主要含Na^ 和Si^4 ，其次是Cs^ 。固化体中ZrO2组分对浸出性能影响最大，其次是TiO2/SiO2（摩尔比）。配料中ZrO2的摩尔分数选择在1.5%-4.5%之间、TiO2/SiO2的摩尔比在0.40左右时，有利于减少Cs^ 及Na^ 、Si^4 的浸出。     

BAZ玻璃固化体在模拟粘土孔隙水和蒸馏水中的浸出行为

本文报道90℃下BAZ玻璃固化体在模拟粘土孔隙水(SIC)和蒸馏水中的静态浸出试验结果。试验结果表明,BAZ在蒸馏水中的质量损失(ML)为正值,在SIC中为负值;各元素的质量损失在SIC中明显低于在蒸馏水中。浸出时间为91天时,BAZ在SIC中的ML值为—1.0 g/m~2,在蒸馏水中为9.5 g/m~2。试验观察到在蒸馏水浸出液中有某些玻璃体沉积在容器底部,它们主要是由Ca、Sr和Fe组成。文中还比较了BAZ和BEL-15两种玻璃固化体在相同条件下的浸出性能。     

模拟高放玻璃固化体浸出行为的研究：Ⅰ.温度对固化体浸出…

研究了温度对９０－１９／Ｕ模拟高放玻璃固化浸出的影响，得到了不同体系的反应表观活化能，确定浸泡过程的控速反应步骤。     

模拟高放废液钛酸盐陶瓷固化体的浸出影响因素研究

本文采用ＭＣＣ－１静态浸出实验方法对动力堆模拟高放废液钛酸盐陶瓷固化体浸出影响的因素进行了研究。实验表明，钛酸盐陶瓷固化体的浸出过程是一个受许多因素影响的复杂过程，浸出时间、浸出温度、浸出剂组成及ｐＨ值等都会对包容核素的浸出率产生一定的影响。在本实验范围内，钛酸盐陶瓷固化体的浸出率与浸出时间之间可以用经验方程ｌｎＲ＝ａ＋ｂｌｎｔ（Ｒ为浸出率，ｔ为浸出时间，ａ、ｂ为常数，浸出剂为去离子水，浸出温度为９０℃，浸出时间为３～２８ｄ，浸出率为Ｃｓ、Ｓｒ、Ｍｏ、Ｂａ的元素浸出率及固化体的质量浸出率）来描述。浸出温度对固化体浸出性能的影响程度表现在浸出过程的表观活化能上，钛酸盐陶瓷固化体质量和各元素浸出过程的表观活化能仅约为１０～２０ｋＪ／ｍｏｌ，小于硼硅酸盐玻璃固化体。     

高放废液玻璃固化体和矿物固化体性质的比较

对高放废液玻璃固化体和矿物固化体的性能作了比较和分析。矿物固化体较玻璃固化体有下列优势 :体积小、高放废液组分掺入量高、核素浸出率低。高放废液矿物固化体的稳定性分析表明 ,它们十分适合于地下处置库的潮湿和温度变化的环境。虽然单种矿物只能处理部分高放废液组分 ,但多种矿物集合起来可荷载高放废液的全部组分     

模拟高放废液玻璃固化体溶解液的ICP／AES分析法

利用我院制造的高浓盐雾化器解决了送样过程中同心雾化器堵塞的问题,并且详细观察了存在于溶解液中诸元素,尤其是具有复杂光谱结构的元素之间的谱线干扰现象。我们注意到硫的最灵敏的主共振线S 180.73nm为Ca线所干扰,为此,采用次灵敏的S 1820.4nm谱线;还观察到铀和钛对Li323.26nm和Na330.24nm的谱线干扰。改变等离子体的工作参数,即增加载气流,减小高频功率,可提高被测元素Li,Na的谱线强度,同时降低干扰元素的谱线强度,从而可以在U,Ti共存的溶液中测定Li和Na。本法可测定玻璃模拟体中主次成分,共十九个元素:B,Si,Na,Li,Al,Ca,Mg,Sr,Zr,Ti,Ce,La,Nd,Fe,Cr,Mn,Ni,S,U。方法的相对标准偏差随元素不同约为1%～5%。     

模拟高放废物玻璃固化体在处置条件下的浸出行为研究（Ⅱ）

模拟高放废物玻璃固化体在处置条件下的浸出行为研究（Ⅱ）吴兆广，罗上庚，于承泽，盛嘉伟（中国原子能科学研究院）柳得橹（北京科技大学）关键词高放废物，玻璃固化体，浸出试验，表面分析１引言为了预测高放废物长期处置的安全性，需要研究玻璃固化体的浸出过程和浸出...     

模拟高放玻璃固化体P19-5的浸出行为

用静态浸出试验研究了模拟高放玻璃固化体P19-5在不同温度下的浸出行为,选用Ce作为Pu的模拟元素。通过测试分析各元素的归一化质量损失和玻璃表面层形貌、成分随浸泡时间的变化,讨论了玻璃固化体的浸出机制和Ce在玻璃表面层中的保留机制。研究发现：在25, 40, 70 ℃条件下玻璃固化体的浸出率相差不大,比90 ℃下的浸出率约小1个数量级;Gd和Ce的浸出率比其它主要成分(Si, B, Li等)低2～3个数量级;浸泡过程中,Gd和Ce绝大部分都继续保留在表面层中,其主要保留机制为原位重构。