Устойчивость отвержденных радиоактивных отходов в слабокислых средах

Сотрудниками лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН исследованы свойства перспективных фосфатных материалов для отверждения жидких радиоактивных отходов – отработавшего электролита, который будет накапливаться при переработке смешанного нитридного уран-плутониевого отработавшего ядерного топлива (СНУП ОЯТ) реактора на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300 со свинцовым теплоносителем, строящегося в целях замыкания ядерного топливного цикла в России. Результаты опубликованы в журнале Energies.

Безопасное обращение с радиоактивными отходами (РАО), состав и номенклатура которых расширяется с развитием атомной отрасли, является важной задачей. В настоящее время предусмотрено отверждение РАО в устойчивые консервирующие материалы, и их дальнейшее хранение и/или захоронение, предусматривающее природные и инженерные эшелоны защиты. 

Существуют различные типы консервирующих материалов, например, стекло, керамика, цемент и другие, а также продолжается разработка новых. Так, в ГЕОХИ РАН разрабатываются натрийалюможелезофосфатное стекло (НАЖФ) и магний-калий-фосфатная (МКФ) матрица, которые авторы предлагают использовать для отверждения хлоридных отходов от переработки топлива СНУП ОЯТ. 

Для обоснования безопасности использования данных материалов с этим типом отходов необходимо рассмотрение возможных последствий разгерметизации контейнеров, в которых размещены материалы с отходами, и попадания подземной воды. В этом случае возможно повышение кислотности (рН) воды вследствие образования продуктов радиолиза. 

В работе изучено влияние пероксида водорода как имитатора продуктов радиолиза подземных вод на структуру и устойчивость НАЖФ стекла и МКФ матрицы. Показана высокая стойкость исследованных материалов в растворах пероксида водорода, соответствующая действующим требованиям к отвержденным высокоактивным отходам. Полученные результаты могут быть использованы при обосновании радиационной безопасности захоронения таких РАО.

Внешний вид матриц с отвержденными РАО до и после их контакта со слабокислыми растворами, содержащими пероксид водорода.

Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.