Искусственные и природные минеральные матрицы для иммобилизации актиноидов: на примере ферритного граната и минералов групп пирохлора и бритолита
Диссертация
Практическая значимость. Полученные в работе данные о свойствах ферритов со структурой граната доказывают возможность их использования для иммобилизации фракционированных актиноидных отходов, получаемых на радиохимических предприятиях Российской Федерации. Экономический эффект достигается за счет того, что слагающие матрицу компоненты (актиноиды, редкоземельные элементы, цирконий) находятся… Читать ещё >
Список литературы
- Александров В.И., Осико В. В., Прохоров A.M., Татаринцев В. М. Новый метод получения тугоплавких монокристаллов и плавленых керамических материалов // Вестник АН СССР, 1973, № 12, С. 29−39.
- Вашман A.A., Демин A.B., Крылова Н. В. и др. Фосфатные стекла с радиоактивными отходами. М.: ЦНИИатоминформ, 1997.172с.
- Глаголенко Ю.В., Дзекун Е. Г., Ровный С. И. и др. Переработка отработанного ядерного топлива на комплексе РТ-1: история, проблемы, перспективы // Вопросы радиационной безопасности. Журнал производственного объединения «Маяк». 1997, № 2, С. 3−12.
- Глаголенко Ю.В., Ровный С. И., Медведев Г. М., Полуэктов П. П. Разработка технологической схемы обращения с жидкими радиоактивными отходами ПО «Маяк» // Вопросы радиационной безопасности. Журнал производственного объединения «Маяк». 2003, № 1, С. 5−13.
- ГОСТ Р 50 926−96. Отходы высокоактивные отвержденные. Общие технические требования. Госстандарт России. М. 1996. 5с.
- ГОСТ Р 50 089−2003. Отходы радиоактивные. Определение долговременной устойчивости отвержденных высокоактивных отходов к альфа-излучению. Госстандарт России. М. 2003. 6с.
- ГОСТ Р 52 126−2003. Отходы радиоактивные. Определение химической устойчивости отвержденных высокоактивных отходов методом длительного выщелачивания. Госстандарт России. М. 2003.6с.
- Дир У.А., Хауи P.A., Зусман Дж. Породообразующие минералы. М.: Мир, 1965, Т. 1, С. 96−99.
- Егоров H.H., Захаркин Б. С., Лазарев JI.H. и др. Проблемы радиохимии в ядерном топливном цикле России // Радиоэкологические проблемы в ядерной энергетике и при конверсии производства. Обнинск. 1994,4.1, С. 3312.
- Копырин A.A., Карелин А. И., Карелин В. А. Технология производства и радиохимической переработки ядерного топлива. М.: Атомэнергоиздат, 2006, 573с.
- Котельников А.Р. Минералы как матричные материалы для фиксации радионуклидов // Геоэкология, 1997, № 6, С. 3−15.
- Кривоконева Г. К., Сидоренко Г. А. О сущности метамиктного превращения пирохлоров//Геохимия, 1956, № 2, С. 193−197.
- Куприянова И.И., Сидоренко Г. А., Кудрииа М. А. Минералы группы бритолита // Геология месторождений редких элементов. Редкоземельные силикаты. М.: Недра, 1966, Вып. 26. С. 23−66.
- Лаверов Н.П., Омельяненко Б. И., Юдинцев C.B., Никонов Б. С. Цирконолит как матрица для иммобилизации высокоактивных отходов // Геология рудных месторождений, 1996, Т. 38, № 5, С. 387−395.
- Лаверов Н.П., Омельяненко Б. И., Юдинцев C.B. и др. Минералогия и геохимия консервирующих матриц высокоактивных отходов // Геология рудных месторождений, 1997, Т. 39, № 3, С. 211−228.
- Лаверов Н.П., Юдинцев C.B., Стефановский C.B., Джанг Я. Н. О новых актиноидных матрицах со структурой пирохлора // Доклады РАН, 2001, Т. 381, № 3, С. 399−402.
- Лаверов Н.П., Юдинцев C.B., Стефановский C.B. и др. Особенности фазообразования при синтезе матриц актиноидов // Доклады РАН, 2002, Т. 383, № 1, С. 95−98.
- Лаверов Н.П., Юдинцев C.B., Юдинцева Т. С. и др. Влияние радиоактивного распада на свойства консервирующих матриц актиноид-содержащих радиоактивных отходов // Геология рудных месторождений, 2003, Т. 45, № 6, С. 3−33.
- Лившиц Т.С. Бритолиты как природные аналоги матриц актинидов: устойчивость к радиационным разрушениям // Геология рудных месторождений, 2006, Т. 48, № 5, С. 410−422.
- Лукиных А.Н., Томилин C.B., A.A. Лизин и др. Радиационная и химическая устойчивость синтетической керамики на основе ферритного граната // Радиохимия, 2007 (в печати).
- Милль Б.В., Роннингер Г. Необычные координационные числа ионов в структуре граната//Кристаллография, 1973, Т. 18, Вып. 1, С. 126−131.
- Минералы (справочник). М.: Наука, Т.2, Вып. 3,1967, 676с.
- Миркина С.Л. К вопросу о пригодности пирохлоров для определения абсолютного возраста // Информационный сборник ВСЕГЕИ, 1962, С. 37−44.
- Омельяненко Б.И., Юдинцев C.B., Никонов Б. С. Минералогические аспекты проблемы безопасного захоронения высокоактивных отходов // Записки Всероссийского Минералогического общества, 1997, № 1, С.126−139.
- Омельяненко Б.И., Лившиц Т. С., Юдинцев C.B., Никонов Б. С. Природные и искусственные минералы матрицы для иммобилизации актинидов // Геология рудных месторождений, 2007, Т. 49, № 3, С. 195−218.
- Поваренных A.C. Кристаллохимическая классификация минеральных видов. Киев: «Наукова Думка», 1966. 548с.
- Прощенко Е.Г., Беляева И. Д., Лебедева С. И., Халезова Е. Б. Механизм раскристаллизации метамиктного бритолита при нагревании // Минералогический сборник, 1972, № 26, Вып. 3, С. 306−312.
- Пудовкина З.В., Пятенко Ю. А. О цирконолите и его кристаллографических характеристиках // Труды Минералогического Музея им. А. Е. Ферсмана, 1966, Вып. 17, С. 124−134.
- Смелова Т.В., Крылова Н. В., Юдинцев C.B., Никонов Б. С. Силикатная матрица актинидсодержащих отходов // Доклады РАН, 2000, Т. 374, № 2, С. 242−246.
- Соболев И.А., Стефановский C.B., Мясоедов Б. Ф. и др. Влияние условий синтеза на фазовый состав и строение уран- и плутоний-содержащих керамик на основе цирконолита и пирохлора // Радиохимия, 2001, Т. 43, № 2, С. 113−118.
- Соболев И.А., Ожован М. И., Щербатова Т. Д., Батюхнова О. Г. Стекла для радиоактивных отходов. М.: Энергоатомиздат, 1999, 240с.
- Стефановский C.B., Юдинцев C.B., Никонов Б. С., Омельяненко Б. И. Изучение материала СИНРОК // Геоэкология, 1996, № 4, С. 58−74.
- Стефановский C.B., Никонов Б. С., Омельяненко Б. И. и др. Искусственные плавленые материалы на основе цирконолита для иммобилизации радиоактивных отходов // Физика и химия обработки материалов, 1997, № 6, С. 111−117.
- Стефановский С.В., Юдинцев С. В., Кирьянова О. И. Влияние условий синтеза на фазовый состав пирохлор-браннеритовой керамики // Физика и химия обработки материалов, 2001, № 5, С.90−98.
- Стефановский С.В., Куляко Ю. М., Юдинцев С. В. и др. Керамика для иммобилизации актиноидных отходов // Вопросы радиационной безопасности. Журнал производственного объединения «Маяк». 2002, № 1, С. 15−27.
- Тетерин А.Ю., Маслаков К. И., Тетерин Ю. А. и др. Исследование образцов керамики (Ca2.5Tho.5)Zr2Fe30i2, (Cai.5GdTho.5)(ZrFe)Fe2Oi2 и (Ca2.5Ceo.5)Zr2Fe30i2 со структурой граната методом РЭС // Радиохимия, 2007, Т. 49, № 1, С. 31−37.
- Юдинцев С.В., Стефановский С. В., Джанг Я., Че С. Рентген-дифрактометрическое исследование фазообразования при синтезе матриц актиноидов // Стекло и керамика, 2002, № 7, С. 18−22.
- Юдинцев С.В. Структурно-химический подход к выбору кристаллических матриц для иммобилизации актиноидов // Геология рудных месторождений, 2003, Т. 45, № 2, С. 172−187.
- Юдинцев С.В., Никонов Б. С., Коновалов Э. Е. и др. Исследование матриц, полученных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, для иммобилизации фракционированных ВАО // Физика и химия обработки материалов, 2007, № 2, С. 86−94.
- Юдинцева Т.С. Изучение синтетических ферритных гранатов в связи с проблемой иммобилизации актинидных отходов // Геология рудных месторождений, 2005, Т. 47, № 5, С. 444−450.
- Ядерная энциклопедия. М.: Комитет РФ по печати. 1996. 616с.
- Actinide and fission product partitioning and transmutation. 6th Information Exchange Meeting, Madrid, Spain, 11−13 December 2000. Nuclear energy agency organization for economic co-operation and development, Paris: OECD publications, 2001, 13 lp.
- Bayliss P., Mazzi F., Munno R., White T.J. Mineral nomenclature: zirconolite // Mineralogical Magazine. 1989, V. 53, Pt. 5, P. 565−569.
- Brookins D.G. Geochemical aspects of radioactive waste disposal. N.Y.: Springer-Verlag, 1984,347p.
- Burakov B.E., Anderson E.B., Knecht D.A. et al. Synthesis of garnet/perovskite-based ceramic for the immobilization of Pu-residue wastes // Proceed, of sympos. «Sei. Bas. Nucl. Waste Managern. XXII». Warrendale: MRS, 1999, V. 556, P.55−62.
- Burakov B.E., Anderson E.E., Zamoryanskaya M.V. et al. Synthesis and study of Pu-doped gadolinium-aluminum garnet // Proceed, of sympos. «Sei. Bas. Nucl. Waste Managern. -XXIII». Warrendale: MRS, 2000, V. 608, P. 419−422.
- Chakoumakos B.C. Systematic of the pyrochlore structure type ideally A2B2X6Y // Journal of Solid State Chemistry, 1984, V. 53, P. 120−129.
- Demin A.V., Krylova N.V., Polyektov P.P. et al. High level liquid waste solidification using a «cold» crucible induction melter// Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 2001, V. 663, P. 27−33.
- Ebbinghaus B., VanKonynenburg R., Ryerson F. et al. Ceramic formulation for the immobilization of plutonium // Waste Management '98. Tucson, AZ. 1998, Paper 65−04.
- Ewing R.C., Weber W.J., Clinard F.W. Radiation effects in nuclear waste forms for highlevel radioactive waste // Progress in Nuclear Energy, 1995, V. 29, № 2, P. 63−127.
- Ewing R.C. The design and evaluation of nuclear-waste forms: clues from mineralogy // Canadian Mineralogist, 2001, V. 39, P. 697−715.
- Ewing R.C., Weber W.J., Lian J. Nuclear waste disposal pyrochlore (A2B2O7): Nuclear waste form for the immobilization of plutonium and «minor» actinides // Journal of Applied Physics, 2004, V. 95, № 11, P. 5949−5971.
- Flowers R.H., Roberts L.E.J., Tymons B.J. Characteristics and quantities of radioactive wastes // Philosophical Transactions of Royal Society, London, 1986, V. A319, P. 5−16.
- Geller S. Crystal chemistry of garnets // Zeits. Fur Kristallographie, 1967, B. 125, SS. 2−41.
- Giere R., Williams T., Lumpkin G.R. Chemical characteristics of natural zirconolite // Schweiz. Mineral. Petrogr. Mitt, V. 78,1998, P. 433−459.
- Hart K.P., Zhang Y., Loi E. et al. Aqueous durability of titanate ceramics designed to immobilize excess plutonium // Proc. of sympos. «Sei. Basis for Nucl. Waste Management XXm». Warrendale, PA: MRS, 2000, V. 608, P. 353−358.
- International Atomic Energy Agency. The Principles of Radioactive Waste Management, Safety Series № 111-F, IAEA, Vienna, 1995.
- Ioudintseva T.S. Thorium solubility in the garnet structure phases // Proceedings of the 35, emes Journees des Actinides. Vienna: Vienna University, 2005, P-32.
- Ito J., Frondel C. Synthesis of zirconium and titanium garnets // American Mineralogist, 1967, V. 52, № 5−6, P. 773−781.
- Hore-Lacy I. Nuclear Electricity (7th edition). Melbourne: Uranium Information Center Ltd. and the World Nuclear Association. 2003,176p.
- Krauskopf K.B. Geology of high-level nuclear waste disposal // Annual Review in Earth and Planetary Sciences, 1988, V. 16, P. 173−200.
- Lee W.E., Ojovan M.I., Stennett M.C., Hyatt N.C. Immobilisation of radioactive waste in glasses, glass composite materials and ceramics // Advanced in Applied Ceramics, 2006, V. 105, № 1,P. 3−12.
- Livshits T.S., Yudintsev S.V. Hydrothermal durability of REEs-actinides waste form with garnet-type structure // Proceedings of the 1-st European Chemistry congress, Budapest, 2731 August, 2006, P. 399.
- Lumpkin G.R. Alpha-decay damage and aqueous durability of actinide host phases in natural systems // Journal of Nuclear Materials, 2001, V. 289, P. 136−166.
- Lumpkin G.R., Chakoumakos B.C., Ewing R.C. Mineralogy and radiation effects of microlite from the Hardling pegmatite. Taos County. New Mexico // American Mineralogist, 1986, V. 71, P. 569−588.
- Lumpkin G.R., Chakoumakos B.C. Chemistry and radiation effects of thorite-group minerals from the Harding pegmatite. Taos Country. New Mexico // American Mineralogist., 1988, V. 73, P. 1405−1419.
- Lumpkin G.R., Mariano A.N. Natural occurrence and stability of pyrochlore in carbonatites, related hydrothermal systems, and weathering environments // Proceed, of sympos. «Sci. Bas. Nucl. Waste Managem. XIX». Pittsburgh: MRS, 1996, V. 412, P. 831−838.
- National Research Council, Management and Disposition of Excess Weapons Plutonium, National Academic Press: Washington D.C., 1994.
- Novak G.A., Gibbs G.V. The crystal chemistry of the silicate garnets // American Mineralogist, 1971, V. 56, № 5/6, P. 791−825.
- Physics and safety of transmutation systems. Nuclear Energy Agency. Organization for economic co-operation and development (OECD), 2006, Paris: OECD publications, 120p.
- Polyakov A.S., Poluektov P.P., Borisov G.B. et al. VNIINM’s approach to immobilize Pu-containing wastes at PA «Mayak» // Excess Weapons Plutonium Immobilization in Russia: A Review of LLNL Contract Work. LLNL. UCRL-ID-138 361, April 15,2000, P.57−66.
- Radioactive waste forms for the future. Editors: W. Lutze and R.C. Ewing, N.Y.: Elsevier Sc. Publ., 1988,778p.
- Ringwood A.E. Safe disposal of high-level nuclear reactor wastes: A new strategy // Canberra: Australian National University Press. 1978.64p.
- Ringwood A.E. Disposal of high-level nuclear wastes: a geological perspective // Mineralogical Magazine, 1985, V. 49, P. 2,159−176.
- Rose P.B., Ojovan M.I., Hyatt N.C., Lee W.E. Crystallization within simulated high level waste borosilicate glass // Proceed, of sympos. «Sei. Bas. Nucl. Waste Managern. -XXVin». Warrendale: MRS, 2004, V. 824, P. 321−326.
- Rovny S.I., Arsent’eva N.V., Emel’yanov N.M. Decontamination of liquid radioactive waste storage tanks // Immobilization of Excess Weapons Plutonium in Russia: A Review of LLNL Contract Work. LLNL. UCRL-ID-143 846, June 4,2001, P. 91−94.
- Schingaro E., Scordari F., Capitano F. et al. Crystal chemistry of kimzeyite from Anguillara, Mts. Sabatini, Italy // European Journal of Mineralogy, 2001, V. 13, P. 749−759.
- Seydoux-Guillaume A.M., Wirth R., Deutsch A., Scharer U. Microstructure of 24−1928 Ma concordant monazites- implications for geochronology and nuclear waste disposal // Geochimica and Cosmochimica Acta, 2004, V. 68, № 11, P. 2517−2527.
- Sinclair W., Ringwood A.E. Alpha-recoil damage in natural zirconolite and perovskite // Geochemical Journal, 1981, V. 15, P. 229−243.
- Sinclair W., Eggleton R.A. Structure refinement of zirkelite from Kaiserstuhl, West Germany // American Mineralogist, V. 67,1982, P. 615−620.
- Sombret C.G. Waste forms for conditioning high-level radioactive solutions // Geological Disposal of High Level Radioactive Wastes. Athens: Theoph. Publ., 1987, P. 69−160.
- Stewart M.W.A., Begg B.D., Vance E.R. et al. The replacement of titanium by zirconium in ceramics for plutonium immobilization // Proceed, of sympos. «Sci. Bas. Nucl. Waste Managem. -XXV». Warrendale: MRS, 2002, V. 713, P. 311−318.
- Terra O., Audubert F., Dacheux N. et al. Elaboration and characterization of britholites loaded with tetravalent actinides // Proceed, of sympos. «Sci. Bas. Nucl. Waste Managem. -XX». Warrendale: MRS, 2004, V. 802, CD-version, Paper DD3.8.1.
- Utsunomiya S., Wang L.M., Yudintsev S., Ewing R.C. Ion irradiation effects in natural and synthetic garnets // Journal of Nuclear Materials, 2002, № 303, P. 177−187.
- Utsunomiya S., Yudintsev S., Wang L.M., Ewing R.C. Ion-beam and electron beam irradiation of synthetic britholite // Journal of Nuclear Materials, 2003, V. 322, P. 180−188.
- Utsunomiya S., Yudintsev S.V., Ewing R.C. Radiation effects in ferrate garnet // Journal of Nuclear Materials, 2005, N 336, P. 251−260.
- Vance E.R., Begg B.D., Day R.A., Ball C.J. Zirconolite-rich ceramics for actinide wastes // Proc. of sympos. «Sci. Basis for Nucl. Waste Management XVIII». Pittsburgh, PN: MRS, 1995, V. 353, P. 767−774.
- Vienna J.D., Hrma P., Smith D. Isothermal crystallization kinetics in simulated high-level nuclear waste glass // Proc. of sympos. «Sci. Basis for Nucl. Waste Management XX». Pittsburgh, PA: MRS, 1997, V. 465, P. 17−24.
- Wang R.C., Fontain F., Chen X.M. et al. Accessory minerals in the Xihuashan Y-enriched granitic complex, Southern China: a record of magmatic and hydrothermal stages of evolution // Canadian Mineralogist, 2003, V. 41, P. 727−748.
- Wang S.X., Begg B.D., Wang L.M. et al. Radiation stability of gadolinium zirconate: a waste form for plutonium disposition // Journal of Material Research, 1999, V. 14, № 12, P. 4470−4473.
- Warin D. Status of the French research programme for actinides and fission products partitioning and transmutation // Actinide and Fission Product Paritioning and
- Transmutation. Proceedings of the 7-th Information Exchange Meeting, Jeju, Republic of Korea, 14−16 October, 2002. Paris: NEA OECD, 2003, P. 53−60.
- Weber W.J., Ewing R.C., Catlow C.R.A. et al. Radiation effects in crystalline ceramics for the immobilization of high-level nuclear waste and plutonium // Journal of Material Research, 1998, V. 13, № 6, P. 1434−1484.
- Weber W.J., Ewing R.C. Radiation effects in crystalline oxide host phases for the immobilization of actinides // Proceed, of sympos. «Sei. Bas. Nucl. Waste Managern. -XXVI». Warrendale: MRS, 2002, V. 713, P. 443−454.
- Wolfer W.G. Radiation effects in plutonium // Los Alamos Science, 2000, № 26, P. 226 237.
- Yudintsev S.V., Lapina M.I., Ptashkin A.G. et al. Accommodation of uranium into the garnet structure // Proceed, of sympos. «Sei. Bas. Nucl. Waste Managern. XXV». Warrendale: MRS, 2002, V. 713, P. 477−480.
- Yudintsev S.V., Osherova A.A., Dubinin A.V. et al. Corrosion study of actinide waste forms with garnet-type structure // Proceed, of sympos. «Sei. Bas. Nucl. Waste Managern. -XXVII». Warrendale, PA: MRS, 2004, V. 824, P. 287−292.
- Yudintsev S.V., Stefanovsky S.V., Ewing R.C. Actinide host phases as radioactive waste forms // In «Structural Chemistry of Inorganic Actinide Compounds», eds: S. Krivovichev, P. Burns, and I. Tananaev. 2007, Elsevier B.V., P.453−490.
- Zhang Y., Hart K.P., Keegan A.R. et al. Durability of Pu-doped titanate and zirconate ceramics designed for Pu immobilization // Proc. of sympos. «Sei. Basis for Nucl. Waste Management «. Warrendale, PA: MRS, 2002, V. 713, CD-version.
- Zhao D., Li L., Davis L.L. et al. Gadolinium borosilicate glass-bonded Gd-silicate apatite: a glass-ceramic nuclear waste form for actinides // Proceed, of sympos. «Sei. Bas. Nucl. Waste Managern. XXIV». Warrendale: MRS, 2001, V. 556, P. 199−206.