Выполнение лабораторных исследований глинистых породдля разработки технологии получения барьерных материалов на их основе.

Введение

В связи с планируемым увеличением вывода из эксплуатации объектов ЯТЦ, задействованных в программах по производству различных делящихся материалов, возрастают потребности в природных материалах, используемых для сооружения инженерных барьеров безопасности пунктов хранения радиоактивных отходов (РАО). Национальные концепции большинства стран в качестве защитного барьерного материала при захоронении высокоактивных отходов (ВАО) и отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) рассматривают бентонитовые глины и их смеси с песком [1], [2]. К преимуществам бентонитов обычно относят низкую гидравлическую проницаемость в водонасыщенном состоянии, способность к набуханию и, как следствие, самогерметизации, стабильность минерального состава в течении длительных промежутков времени [1], [3], [4]. Ещё одной ключевой особенностью бентонитовых глин является способность сорбировать и удерживать различные по химическим свойствам радионуклиды [5], [6]. В настоящее время проводятся исследования эффективности бентонитовых буферов с учетом долговременной оценки происходящих в хранилище изменений. Так, например, остаются вопросы, касающиеся взаимодействия продуктов коррозии контейнера (в том числе, газообразных) и глины [7], [8], [9]. Дополнительного изучения требует и влияние на свойства бентонитов длительных периодов нахождения в ненасыщенном состоянии.

В РФ захоронение ОЯТ не предусмотрено, а для ВАО разработана стратегия, подобная зарубежным концепциям: глубинное захоронение в стабильной геологической формации с созданием системы инженерных барьеров [10].

На данный момент в нормативных документах, регулирующих строительство пунктов изоляции радиоактивных отходов различных классов, отсутствуют единые требования и рекомендации по выбору барьерных материалов и их характеристикам. Выбор конкретных материалов и установление требований к ним осуществляется на стадии проектирования пунктов захоронения радиоактивных отходов (ПЗРО). Учитывая значительные объемы требуемых барьерных материалов, необходимость их совместимости с вмещающими объекты породами, а также экономические аспекты, очевидна целесообразность получения таких материалов вблизи ядерных, радиационноопасных (ЯРОО), выводимых из эксплуатации (ВЭ).

В настоящее время рассматривается возможность использования природных материалов, находящихся вблизи комплекса ЯРОО, планируемых к ВЭ по варианту «захоронение на месте». Целью проведения НИРС является выполнение лабораторных исследований глинистых пород, залегающих на территории АО «СХК», для разработки технологии получения барьерных материалов на их основе. В состав НИРС по первому семестру входят следующие работы:

- определение химического состава проб, с определением: Si, Al, P, Ti, Fe⁺³, Fe⁺², Ca, Mg, Na, K, CO₂, потери при прокаливании;

- определение количественного минерального состава проб путем выполнения термогравиметрического, количественного рентгенофазового анализов;

- подготовка промежуточного отчета.

Пробы образцов были предварительно объединены с учетом литологических отличий, подготовлены (высушены и перемолоты) в заводских условиях.

Для получения больших объемов барьерных материалов, близких по минеральному составу, точечный анализ проб не дает надежной и достоверной информации о свойствах исследованных пород. Поэтому объединение проб (ОП) барьерных материалов проводилось в заводских условиях, что позволяло одновременно смешивать большие объемы пород, отобранных по глубине из одной литологической разности.