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为研究钆锆烧绿石同时固化多种类、多价态核素的能力及其稳定性,本研究选取典型TRPO流程尾端废物作为处理对象,采用高温固相法开展钆锆烧绿石基模拟TRPO废物固化体的制备,利用X射线衍射、激光拉曼光谱、电子背散射衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱、等离子体发射光谱-质谱等分析测试方法对固化体的物相、结构、微观形貌、抗浸出及抗α射线辐照稳定性等进行了研究。主要研究结果表明:(1)以Gd2O3、ZrO2及模拟TRPO废物为原料,通过配方设计、原料预处理,利用高温固相法在1500℃、保温72 h实验条件下,成功制备出钆锆烧绿石基模拟TRPO废物系列固化体。(2)所制备的模拟TRPO废物1固化体均为单一的烧绿石结构。当废物掺杂量小于35 wt.%时,模拟TRPO废物2固化体为单一的烧绿石结构;当废物掺杂量介于35 wt.%65 wt.%时,模拟TRPO废物2固化体为单一的萤石结构。固化体的晶胞参数均随着废物掺杂量的增加呈现减小的趋势。SEM照片显示固化体形貌均匀,致密性高,固化体样品表面的元素分布相对比较均匀。(3)模拟TRPO废物1固化体系列样品的密度主要集中在4.3035.630g?cm-3之间,维氏硬度值主要集中在416.439568.742 Kg?mm-2之间;模拟TRPO废物2固化体系列样品的密度主要集中在4.3235.874 g?cm-3之间,维氏硬度值主要集中在416.428552.642 Kg?mm-2之间。(4)模拟TRPO废物固化体中各元素在70℃的浸出浓度值都略高于40℃的值,浸出浓度整体在10-6g/ml量级以下。所制备的固化体中核素的浸出率均在浸泡的第一天具有最高浸出率,随后其浸出率随着浸泡时间的增加呈减小趋势,并于28d后趋于平稳。(5)经1′10141′1017 ions/cm2剂量的α射线(0.5 MeV)加速辐照后,模拟TRPO废物固化体(质量固溶度为0、25 wt.%、40 wt.%)由烧绿石相结构转变为萤石相结构。在最大辐照剂量(1′1017 ions/cm2)条件下,辐照后的模拟TRPO废物固化体样品未出现明显的蜕晶质化现象。随着辐照剂量的增加,辐照后固化体样品的晶胞体积发生一定程度的膨胀。在同一剂量α射线辐照条件下,随着废物掺杂量的增加,模拟TRPO废物固化体的抗α射线辐照能力呈下降的趋势。Raman研究表明,经过α射线加速辐照后,随着辐照剂量的增加,固化体主要拉曼振动峰的强度呈现减弱的趋势,同时伴随着蓝移的现象。固化体辐照前后的SEM照片显示,辐照后的样品表面没有明显变化,晶粒尺寸略微增加,样品表面的元素分布依然相对均匀。