Диссертация (1150267)
Текст из файла
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образования«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»На правах рукописиНикандрова Мария ВладимировнаМЕХАНИЗМ ФИКСАЦИИ ВЫСОКОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ВИЗМЕНЕННОМ ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ БОРОСИЛИКАТНОГО СТЕКЛА02.00.14 «Радиохимия»ДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени кандидатахимических наукНаучный руководитель:кандидат химических наук,доцентБогданов Роман ВасильевичСанкт-Петербург20152ОГЛАВЛЕНИЕОГЛАВЛЕНИЕ ..................................................................................................................... 2ВВЕДЕНИЕ ...........................................................................................................................
5ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................................... 12§ 1.1 Современные представления о механизме коррозии стекла............................. 12§ 1.2 Методики исследования коррозии стекла ........................................................... 23§ 1.3 Влияние внешних факторов на коррозию остеклованных отходов ................. 26§ 1.3.1 Время ................................................................................................................ 26§ 1.3.2 Температура ..................................................................................................... 28§ 1.3.3 Геология захоронения.
Исследования in situ ................................................ 29§ 1.3.4 Состав контактного раствора ......................................................................... 33§ 1.4 Влияние состава остеклованных отходов на их коррозию ............................... 43§ 1.4.1 Состав стекла ................................................................................................... 43§ 1.4.2 Радиационное повреждение стекол ............................................................... 46§ 1.5 Постановка задачи .................................................................................................
53ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.............................................................................. 56§ 2.1 Синтез и методы исследования материалов ....................................................... 56§ 2.2 Методики проведения экспериментов по выщелачиванию .............................. 60§ 2.2.1 Общая характеристика методик выщелачивания ........................................ 60§ 2.2.2 Выщелачивание в деионизированной воде ..................................................
61§ 2.2.3 Выщелачивание в растворах перекиси водорода......................................... 61§ 2.2.4 Выщелачивание в модельном растворе, имитирующем состав подземныхвод Нижнеканского гранитоидного массива ............................................................ 643§ 2.2.5 Длительное выщелачивание в минерализованной воде .............................. 66§ 2.3 Математическая обработка экспериментальных данных .................................. 67§ 2.3.1 Расчет скоростей выщелачивания компонентов исследуемых стекол ...... 67§ 2.3.2 Расчет коэффициентов диффузии ................................................................. 68§ 2.3.3 Корреляционный анализ ................................................................................. 69§ 2.3.4 Регрессионный анализ .................................................................................... 70§ 2.3.5 Определение погрешности косвенных измерений ......................................
72ГЛАВА 3 ОБРАЗОВАНИЕ ИЗМЕНЕННОГО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ВРАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ .................................................................................................... 73§ 3.1 Анализ морфологии ИПС выщелоченных образцов исследуемых стекол...... 73§ 3.2 Анализ состава поверхностных слоев исследуемых стекол ............................. 79§ 3.2.1 Состав ИПС, образовавшихся в деионизированной воде ...........................
79§ 3.2.2 Состав ИПС, образовавшихся в растворах перекиси водорода ................. 83§ 3.2.3 Состав ИПС, образовавшихся в минерализованной воде ........................... 87§ 3.3 Определение механизма коррозии исследуемых стекол ................................... 91ГЛАВА 4 КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ИССЛЕДУЕМЫХСТЕКОЛ ............................................................................................................................ 102§ 4.1 Анализ зависимости скорости выщелачивания от изменяемых параметровэкспериментов ...............................................................................................................
102§ 4.2 Анализ кинетики диффузионных процессов .................................................... 110ГЛАВА 5 КОМПЛЕКСНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКАЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ .......................................................................... 117§ 5.1 Разработка уравнений регрессии ....................................................................... 117§ 5.1.1 Регрессионный анализ скорости потери массы исследуемых стекол ..... 1174§ 5.1.2 Регрессионный анализ скоростей выщелачивания цезия и стронция ..... 119§ 5.2 Анализ регрессионных уравнений RL, RL(Cs) и RL(Sr) .................................... 121ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................................
126ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ .......................................................................................... 128СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................ 129СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА ...................................................... 141Перечень иллюстраций ................................................................................................
141Перечень таблиц ........................................................................................................... 145ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное) Краткое описание пункта окончательной изоляцииВАО.................................................................................................................................... 149ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное) Термодинамические расчеты .................................. 1525ВВЕДЕНИЕМеждународнопризнаннымспособомобращениясвысокоактивнымиотходами (ВАО) ядерного топливного цикла является их отверждение вборосиликатнуюстекломатрицу.ВРоссийскойФедерациипромышленноевнедрение технологии иммобилизации ВАО в боросиликатное стекло началосьсравнительно недавно.
Для реализации данного подхода в 2011 г. была принята«Программа создания инфраструктуры и обращения с отработавшим ядернымтопливом (ОЯТ) на 2011 – 2020 годы и на период до 2030 года» (далее – Программа)[1]. Согласно этой Программе промышленные технологии полного цикла обращенияс ОЯТ планируется освоить в ходе эксплуатации Опытно-демонстрационного центра(ОДЦ) по переработке ОЯТ на ФГУП «Горно-химический комбинат» (ГХК),который будет введен в строй к 2020 г.
Одновременно будет построен и введен вэксплуатацию пункт окончательной изоляции (захоронения) высокоактивных идолгоживущих радиоактивных отходов (РАО) в глубоких геологических формацияхНижнеканского гранитоидного массива (Красноярский край) (Приложение А).Промышленная эксплуатация данного объекта начнется в 2021 г.Базовая технология обращения с ОЯТ, заложенная в проект ОДЦ, должнаобеспечить отсутствие сбросов жидких РАО всех категорий, наработку фракциисмешанных оксидов плутония, нептуния и урана для смешанного оксидного топлива(МОКС-топлива) быстрых реакторов, получение закиси-окиси остального урана, атакже ВАО, отвержденных в боросиликатное стекло [2, 3]. Отработанные на ОДЦтехнологии в дальнейшем будут использоваться на крупномасштабном заводе попереработке ОЯТ.
Таким образом, к 2030 году на ФГУП «ГХК» будет созданаинфраструктура, обеспечивающая полный цикл обращения с отработавшимитепловыделяющими сборками (ОТВС) коммерческих реакторов на тепловых6нейтронах (РТН), с фабрикацией тепловыделяющих сборок (ТВС) для реакторов набыстрых нейтронах (БН) и захоронением РАО.Надежностьизоляциибиологическиопасныхрадионуклидовприокончательной изоляции РАО обеспечивается созданием сложной системы барьеровна возможных путях их распространения по горному массиву, окружающемухранилище [4, 5]. Основная их роль, с одной стороны, состоит в обеспечениигидроизоляции ВАО от мигрирующих подземных вод, а с другой – в способностиудержания радионуклидов в ближней зоне хранилища при его постепеннойдеградации с течением времени, т.е.
в уменьшении доли мигрирующих сподземными водами радионуклидов. Одним из таких барьеров и являетсяборосиликатная стекломатрица для иммобилизации ВАО.В связи с выше изложенным в рамках данной работы объектом исследованийявлялась коррозия боросиликатного стекла базового состава ОДЦ ГХК в условиях,соответствующих действующей технологии окончательной изоляции остеклованныхВАО.Качество матрицы для иммобилизации ВАО (в случае ОДЦ «ГХК» таковойявляется боросиликатная стекломатрица) регламентируется ГОСТ Р 50926-96 [6],который применяется при проектировании, изготовлении и эксплуатации установокотверждения, контейнеров, временных хранилищ и могильников для отвержденныхВАО.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
