DURABILITY IN WATER OF MATRICES FOR RARE-EARTH – ACTINIDE FRACTION OF HIGH-LEVEL RADIOACTIVE WASTE

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The durability in waters of matrices for rare-earth – actinide fraction HLW has been studied at 25 (1 atm.), 200 or 240°C (pressure of saturated vapor). The samples composed of Nd2ZrTiO7 (cubic pyrochlore-type structure) or Nd4(Ti,Zr)9O24 (orthorhombic symmetry, no natural analogue), phases were obtained by induction melting in a “cold” crucible. Leaching rate of Nd (imitator of REE-MA fraction) on the 28th day of experiment was lower than 5 × 10–8 g/(cm2 day). These results confirmed a very high durability of the ceramic waste forms in hot underground waters.

About the authors

I. M. Melnikova

Leading Research Institute of Chemical Technology JSC; Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: irina.sokolova95@yandex.ru
Russian Federation, Moscow; Russian Federation, Moscow

M. Yu. Kalenova

Leading Research Institute of Chemical Technology JSC

Email: irina.sokolova95@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

A. S. Shchepin

Leading Research Institute of Chemical Technology JSC

Email: irina.sokolova95@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

S. V. Yudintsev

Leading Research Institute of Chemical Technology JSC; Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: irina.sokolova95@yandex.ru
Russian Federation, Moscow; Russian Federation, Moscow

References

  1. Hatch L.P. Ultimate disposal of radioactive wastes // Amer. Scientist. 1953. V. 41. P. 410–421.
  2. Hench L.L., Clark D.E., Cambell J. High level waste immobilization forms // Nucl. Chem. Waste Managem. 1984. V. 5. P. 149–173.
  3. Radioactive waste forms for the future. Lutz W., Ewing R.C. (eds.). NY: Elsevier, 1988. 778 p.
  4. Полуэктов П.П., Суханов Л.П., Матюнин Ю.И. Научные подходы и технические решения в области обращения с жидкими высокоактивными отходами // Росс. хим. журнал. 2005. Т. XLIX. № 4. С. 29–41.
  5. Юдинцев С.В., Никольский М.С., Стефановская О.И., Никонов Б.С. Кристаллохимический фактор выбора матриц РЗЭ–актинидов // Доклады РАН. Науки о Земле. 2022. Т. 504. № 2. С. 89–96.
  6. Donald I.W. Waste immobilization in glass and ceramic based hosts: radioactive, toxic, and hazardous wastes. Chichester, UK: John Wiley & Sons Ltd., 2010. 507 p.
  7. Алой А.С., Никандрова М.В. Выщелачивание боросиликатных стекол, содержащих модельные ВАО ОДЦ ГХК, в минерализованной воде гранитоидной формации // Радиохимия. 2015. Т. 57. № 5. С. 466–470.
  8. Мартынов К.В., Захарова Е.В. Выщелачивание матриц с радиоактивными отходами в условиях захоронения на примере модельного фосфатного стекла // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 1. С. 80–92.
  9. Frolova A.V., Danilov S.S., Vinokurov S.E. Corrosion behavior of some glasses immobilized with REE in simulated mineralized solutions // Ceramics Intern. 2022. V. 48. Iss. 14. P. 19644–19654.
  10. Ringwood A.E., Kesson S.E., Ware N.G., Hibberson W.O., Major A. The SYNROC process: A geochemical approach to nuclear waste immobilization // Geoch. Journ. 1979. V. 13. P. 141–165.
  11. Lumpkin G.R. Ceramic host phases for nuclear waste remediation // Experimental and Theoretical Approaches to Actinide Chemistry. J.K. Gibson, W.A. de Jong (eds.). Wiley, 2018. P. 333–376.
  12. Vernaz É., Bruezière J. History of nuclear waste glass in France // Procedia Materials Science. 2014. V. 7. P. 3–9.
  13. Yudintsev S.V., Stefanovsky S.V., Kalenova M.Yu., Nikonov B.S., Nikol’skii M.S., Koshcheev A.M., Shchepin A.S. Matrices for immobilization of the rare earth–actinide waste fraction, synthesized by cold crucible induction melting // Radiochemistry. 2015. V. 57. № 3. P. 321–333.
  14. Amoroso J.W., Marra J., Dandeneau C.S., Brinkman K., Xu Y., Tang M., Maio V., Webb S.M., Chiu W.K.S. Cold crucible induction melter test for crystalline ceramic waste form fabrication: A feasibility assessment // Journal of Nuclear Materials. 2017. V. 486. P. 283–297.
  15. Митянин А.С., Мусатов Н.Д., Полуэктов П.П., Смелова Т.В., Шестоперов И.Н. Технология кальцинации жидких радиоактивных отходов в роторном кальцинаторе // Экология и промышленность России. 2012. № 3. С. 12–15.
  16. Shoup S.S., Bamberger C.E., Tyree J.L., Anovitz L. Lanthanide-containing zirconotitanate solid solutions // J. Solid State Chem. 1996. V. 127. P. 231–239.
  17. Weber W.J. Radiation and thermal ageing of nuclear waste glass // Procedia Materials Science. 2014. V. 7. P. 237–246.
  18. Yudintsev S.V., Malkovsky V.I., Kalenova M.Yu. The thermal field around a borehole repository of radioactive waste // Doklady Earth Sciences. 2021. V. 498. Pt. 2. P. 525–532.
  19. Fabian M., Pinakidou F., Tolnai I, Czompoly O., Osan J. Lanthanide (Ce, Nd, Eu) environments and leaching behavior in borosilicate glasses // Scientific Reports. 2021. V. 11. 13272.
  20. Frankel G.S., Vienna J.D., Lian J., Scully J.R., Gin S., Ryan J.V., Wang J., Kim S.H., Windl W., Du J. A comparative review of the aqueous corrosion of glasses, crystalline ceramics, and metals // Materials Degradation. 2018. V. 2 (15). P. 1–16.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (2MB)
3.

Download (260KB)
4.

Download (1MB)
5.

Download (135KB)

Copyright (c) 2023 И.М. Мельникова, М.Ю. Каленова, А.С. Щепин, С.В. Юдинцев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».