Координаторы: д-р геол.-мин. наук Шведенков Ю. Г., д-р геол.-мин. наук Ковалев В. П.

Исполнители: ИГ, ИМП ИГиЛ, НИОХ, ИТПМ СО РАН, НГУ

Установлено, что одним из наиболее эффективных способов консервации высокорадиоактивных отходов (ВАО) является их связывание в матрицах, представленных алюмосиликатными керамиками и стеклами, природные аналоги которых (роговики, вулканические кислые стекла) остаются неизменными в геологической среде сотни тысяч и миллионы лет. Доказана возможность инкорпорирования трансурановых элементов в алюмосиликатные керамики и стекла, создаваемые на основе бентонитовых глин. Разработан метод получения путем ударного прессования и термообработки комбинированных изделий в форме таблеток, состоящих из активного стекловатого сердечника и неактивной изолирующей керамической оболочки (рис. 1, а). Изготовленные камнеподобные таблетки имеют высокую механическую прочность на сжатие (рис. 1, б). В качестве исходного материала служили бентонитовые глины Камалинского месторождения (Красноярский край), обладающего огромными запасами и расположенного непосредственно вблизи сибирских ядерных производств.

Рис. 1. Общий вид и разрез двухслойных керамических таблеток, в сердечнике которых предполагается консервировать радионуклиды. а - образец керамической таблетки: разрез цилиндрического изделия (центральная часть - спеки и сплавы гидрооксидов железа, насыщенных имитаторами трансурановых изотопов и бентонитовой глины; периферия - керамическая оболочка); б - образцы, разрушенные при статических нагрузках в ходе испытаний на сжатие; в - динамика выщелачивания элементов-имитаторов из полученных алюмосиликатных матриц. Fig. 1. Overall view and section of two-ply ceramic briguettel. In the briguett core propose to conserve of radionuclides. a - the sample of pill: the section of cylindrical article (the central part consists of cakes and alloys of iron hydrates, which are saturated by simulators of transuranium isotopes and bentonitic clay; the periphery consists of ceramic covering); б - the samples, destroyed under static loadings during compression tests; в - the dynamics of elements-simulators leaching from obtained aluminosilicate matrixes.

Осуществлен цикл исследований по модифицированию глин с целью увеличения их способности поглощать различные металлы. Предложено насыщать свежеообразованные гидроксиды трехвалентного железа, получаемые гальванохимическим методом, трансуранами (Pu, Am, Cm и др.) и спекать их затем в смеси с бентонитом внутри таблеток. Для захоронения продуктов ядерного деления предусмотрен иной путь иммобилизации в алюмосиликатных матрицах, а именно, с использованием модифицированных торфов. Получены первые результаты по выщелачиванию металлов (элементами-имитаторами служили Cs, Sr, Ce, а для трансуранов использовался Mo) из керамических спеков в морской и дистиллированной воде по методикам (ГОСТ 29114-91 и международный стандарт ISO № 6961-82, рекомендованный МАГАТЭ), которые подтвердили принципиальную возможность использования камалинских бентонитов в качестве экономически рентабельных и экобезопасных матриц для консервации радиоактивных отходов (рис. 1, в, 2).

Рис. 2. Сравнение скоростей выщелачивания отдельных элементов (продуктов ядерного деления и трансурановых) из матриц камалинских бентонитов (выделены жирным шрифтом) и матриц состава, представленного Д. Брукинсом. Fig. 2. The comparison of leaching rate of fission and trans-uranic elements from kamalinsky bentonitic clay matrixes (bold tybe) and other matrixes Brukins.

Список основных публикаций

1. Подготовлена монография “Теоретические основы и эколого-Геохимические технологии консервации радиоактивных отходов”.

Оглавление

Далее