Аннотация:Цель работы: изучение свойств низкотемпературных магний-калий-фосфатных матриц для экологически безопасного хранения и захоронения радиоактивных отходов.
Объект исследования: низкотемпературные магний-калий-фосфатные матрицы.
Методы исследования: содержание компонентов матрицы в отработанном контактном растворе определяли методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES). Изучение влияния обжига на состав и структуру MgO проводили методами рентгенофазового анализа (РФА) с помощью порошкового дифрактометра D/MAX-2200 и сканирующей электронной микроскопии (SEM) на микроскопе JSM 5610LV. Испытания на механическую прочность магний-калий-фосфатных матриц и их устойчивость к 30 термическим циклам замораживания/оттаивания -40…+40°С проводили на разрывной машине Testing Cybertronic и тест-камере тепла и холода МК-53.
Аннотация: в настоящее время для отверждения жидких радиоактивных отходов (ЖРО) низкого и среднего уровня активности используются битумные, полимерные, цементные и стеклоподобные компаунды. Они обладают рядом недостатков, не позволяющих их использовать для отверждения некоторых видов ЖРО сложного состава, содержащих наиболее радиоэкологически опасные долгоживущие изотопы актинидов. Таким образом, перспективной альтернативой известным материалам для связывания ЖРО служит магний-калий-фосфатная (МКФ) матрица, представляющая собой аналог природного фосфатного минерала – струвита-К. Этот минерал имеет высокую стабильность в геологической среде в течение миллионов лет и содержит естественные актиниды – Th и U.
Получение керамикрита осуществляется в одну стадию при обычных условиях (комнатная температура, атмосферное давление 101325 Па) в результате кислотно-основной реакции между оксидом магния, дигидрофосфатом калия и водой:
MgO + KH2PO4 + 5H2O → MgKPO4 ∙ 6H2O
В работе изучены физико-химические свойства МКФ матриц, такие как: скорость и степень выщелачивания матрицеобразующих элементов из образца, находящегося при длительном контакте с водой и содержащего имитатор высокосолевых среднеактивных отходов ПО «Маяк»; устойчивость к 30 циклам замораживания/оттаивания от -40 до +40°С; механическая прочность.