硼硅酸盐玻璃浸出行为的研究

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高放废物安全有效的处置是世界各国关注的重要课题,也是核工业健康、可持续发展的重要保证。当前国际上采用较多且比较可靠的处置方法是“玻璃固化-深地质处置”。但是在深地质处置过程中,高放废物玻璃固化体会与地下水接触并发生反应,导致放射性核素的浸出,经过地卜‘水循环过程从而进入生物圈,对人类的生存环境造成直接或潜在的危害。由此看来,对玻璃固化体在各种条件下浸出行为的研究是有效评价玻璃固化体在深地质处置条件下安全性的重要基础。高放废物玻璃固化体在深地质处置过程中,由于其放射性核素衰变,导致玻璃固化体的温度升高,且使其长期处于辐射环境。因此,研究温度、辐照对固化体玻璃浸出行为的影响有重要意义。另外,前人并未开展过电子辐照对浸出率影响的研究,本文做了首次尝试。通过制备硼硅酸盐玻璃及购置特殊组份的玻璃样品,采用美国材料检验中心(Materials Characterization Center)推荐的静态浸泡法(MCC-1),研究了电子辐照前后这两种玻璃在不同浸泡条件(时间、温度)下的浸出行为。辐照剂量分别是:1×107、1×108、1×109Gy;浸泡时间为1、3、7、14、28天;浸泡温度为20、40、70、90℃。实验结果表明,对于自制硼硅酸盐玻璃:1)在28天之内玻璃浸出率小于1g/(m2·d),且随浸泡时间延长而减小;2)浸泡温度对浸出率影响较为关键,浸出率随温度的升高而显著增大,20-40℃时玻璃浸出率比90℃时约低一个数量级;3)浸出率随电子辐照剂量的增大而增大,但辐照并没有对浸出率造成数量级上的改变,剂量低于109Gy的电子辐照对玻璃浸出率的影响较小相对于自制硼硅酸盐玻璃,在相同的浸泡条件下,特殊玻璃的浸出率较小通过不同剂量的电子辐照后,发现它的浸出率基本不变,这在一定程度上说明了特殊玻璃的耐辐照性。
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