Water resistance of solidified radioactive waste
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.2.61.2020.07Keywords:
water resistance, curing, leaching, radionuclide, cement, matrix, velocity, ionsAbstract
The results of experimental studies of leaching characteristic of liquid radioactive waste of radionuclides from cement matrices for long-term storage are considered. It is shown that leach ability is a characteristic of the chemical resistance of matrices, indicating the ability of the matrix material to prevent the spread of radionuclides localized in them into the environment. It is noted that the rate of leaching of radionuclides from cement matrices changes with the time of their contact with aqueous media. Chronometric dependences of leaching rates are presented and analysed. It is shown that they consist of two sections of different duration. The initial section, lasting up to 250 hours, is distinguished by a higher steepness with a decrease in the absolute value of the speed to 2 orders of magnitude. The subsequent section, lasting up to 2500 hours or more, is characterized by an asymptotic decrease in speed to a constant minimum value. Approximating functions of the experimental chrono-metric dependences of radionuclide leaching were obtained in the form of power-logarithm expressions, valid in the intervals of the duration of the experiments, with a reliability of at least 0.9. It is shown that monovalent sodium and cesium ions are most intensively subject to leaching. The absolute values of the rates of leaching of monovalent nuclides are two to three orders of magnitude higher than those of divalent ones, all other things being equal. The content of the nuclide in the composition of the compound material has a significant effect on the leaching rate. An increase in matrix temperature promotes an increase in leaching rates, which is most likely due to a positive temperature coefficient of diffusion characteristics. Irradiation of the matrices decreases the leaching rate as a result of a decrease in the porosity of the matrix body and the formation of poorly soluble hydrates. The redox values of matrix-bound solutions have no significant effect on the leaching rate.
Downloads
References
Кьён Вон Хан, Йорма Хейнонен, Арнольд Бонн. Ликвидация радиоактивных отходов: мировой опыт и проблемы. Бюллетень МАГАТЭ. Vienna, Austria. 1997. 39, 1. C. 33–41. URL: https://www.iaea.org/sites/default/files/39102683341_ru.pdf.
ГОСТ Р 52126-2003 Отходы радиоактивные. Определение химической устойчивости отвержден-ных высокоактивных отходов методом длительного выщелачивания. 2004. URL: http://docs. cntd.ru/document/gost-r-52126-2003.
Ястребинский Р.Н., Павленко В.И., Черкашина Н.И. Выщелачиваемость радионуклидов из це-ментных компаундов с радиоактивными отходами. Международный журнал прикладных и фун-даментальных исследований. 2015. № 12-7. С. 1195–1198. URL: http://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=8114 (дата звернення: 08.03.2020).
Руководство по безопасности при использовании атомной энергии «Рекомендации по разработке критериев приемлемости радиоактивных отходов для захоронения при проектировании пунктов приповерхностного захоронения радиоактивных отходов» (РБ-141-18). 2018. URL: https:// files.stroyinf.ru/Index2/1/4293737/4293737146.htm.
Сваровский А.Я., Стриханов М.Н., Жиганов А.Н., Технология и оборудование обезвреживания жидких радиоактивных отходов: учеб. пособие. М. : НИЯУ МИФИ, 2012. 500 с. URL: https:// rucont.ru/efd/347603.
Иммобилизация средне- и высокоактивных отходов в цементную матрицу: влияние облучения на образование газов и выщелачивание радионуклидов / Б.Г. Ершов, Т.К. Юрик, ГЛ. Быков, А.В. Гордеев, П.В. Козлов, О.М. Слюнчев, С.И. Ровный, Ю.В. Глаголенко. Вопросы радиацион-ной безопасности. 2008. № 1. С. 3–15.
Технологии отверждения жидких радиоактивных отходов / В.А. Свидерский, В.В. Глуховский, И.В. Глуховский, Т.С. Дашкова. Ядерна та радіаційна безпека. 2019. № 1. С. 68–74. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ydpb_2019_1_14.
Цементирование боратсодержащих жидких радиоактивных отходов при повышенной темпера-туре / Ю.А. Ольховик, Ю.Г. Федоренко, А.Н. Розко, С. Ю. Саенко, В.А. Шкуропатенко. Ядерна енергетика та довкілля. 2019. № 1 (13). С. 59–66.
Пискунов В.М. Разработка технологии иммобилизации радиоактивных отходов с использовани-ем материалов на основе минерального сырья: автореф. дис. … канд. техн. наук : Санкт –Петербург, 2014. 20 с.
