多組元燒綠石陶瓷固化體的制備及其抗浸出性能

滕 振，馮萬林，曾思藩，陳柏樺，張海斌，彭述明

中國工程物理研究院 核物理與化學(xué)研究所，四川 綿陽 621999

如何長期、安全、有效地處理與處置放射性廢物已成為當(dāng)前核能發(fā)展所面臨的重大挑戰(zhàn)，也是目前我國乃至世界各國核工業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。從核能的全生命周期來看，只有妥善解決了放射性廢物的處理與處置問題，核能才能成為真正意義上的清潔能源。高放廢物主要源自于核燃料循環(huán)和乏燃料后處理過程中產(chǎn)生的放射性廢物。它們通常含有大量的長壽命放射性核素，具有放射性強(qiáng)、釋熱量高、毒性大的特點，因此處理技術(shù)復(fù)雜、難度大、費用高，是放射性廢物處理的難點之一[1-3]。目前認(rèn)為，最有效的處理方法是用水泥、玻璃、陶瓷等固化基材將放射性廢物進(jìn)行固化處理，再進(jìn)行深地質(zhì)處置，以將放射性廢物與生物圈暫時或永久隔離[4-6]。目前技術(shù)相對成熟、唯一實現(xiàn)規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用的是玻璃固化，例如硼硅酸鹽玻璃固化和磷酸鹽玻璃固化等[7-8]。玻璃固化的基本原理是將玻璃基材與放射性廢物的混合物在1 000 ℃左右的高溫下熔融形成玻璃相，將放射性核素固溶在玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，以實現(xiàn)其與環(huán)境的隔離。玻璃固化體能夠基本滿足短期地質(zhì)處置的要求。然而，玻璃相畢竟是一種熱力學(xué)亞穩(wěn)相，在長期的輻照、高溫、侵蝕等環(huán)境條件下，玻璃固化體可能會發(fā)生溶蝕、析晶等現(xiàn)象。另外，玻璃的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性較差，極易出現(xiàn)碎裂和軟化等問題，也會導(dǎo)致放射性核素的浸出[9]。……