锕系元素废物固化体:硼硅酸盐玻璃
材料科学
2019-05-01 v2
摘要
这种高水平液态放射性后处理废物将被玻璃固化,以获得稳定的硼硅酸盐废物玻璃基体,防止环境扩散。由于玻璃固化废物为固态,其运输、贮存与最终地质处置得以便利。玻璃产物含有未提取的铀与钚馏分,以及次锕系元素Am、Np、Cm和裂变产物如(90Sr、99Tc或137Cs)。长远来看,处理含锕系核废物(玻璃固化废物或乏燃料)最安全的方式是地质处置。处置位置通过工程屏障与生物圈隔离,而致密岩石特性与低地下水流速确保任何锕系核素经地下水输运潜在返回生物圈的过程将延缓数十万年。若锕系(及其他放射性核素)被包容于玻璃基体内并浇铸入金属罐,则仅当罐体与玻璃基体溶解或腐蚀时锕系才可释放至地下水,且该蚀变过程将耗时数十万年。即便玻璃最终在地下水中完全溶解或腐蚀,大量锕系极可能通过结合于次生相而保持不动,这些次生相是在蚀变过程中于玻璃表面形成的固态腐蚀产物。典型玻璃腐蚀产物为凝胶状及结晶相,如硅酸盐与氧氢氧化物。为预测含锕系废物玻璃的性能,需理解玻璃基体的溶解过程、导致锕系固定于次生反应产物的热力学与动力学约束,以及短期与长期输运过程。
引用
@article{arxiv.1904.12322,
title = {Waste forms for actinides: borosilicate glasses},
author = {Bernd Grambow},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12322},
year = {2019}
}
备注
21 pages