1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Доклады Российской академии наук. Науки о Земле
  4. T. 507, № 2, 2022

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2022, T. 507, № 2, стр. 349-355

Дифракция отраженных электронов при изучении матриц высокоактивных отходов

Член-корреспондент РАН С. В. Юдинцев 1, 2, *, М. С. Никольский 1, О. И. Стефановская 2, Б. С. Никонов 1, А. С. Уланова 1

1 Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук
Москва, Россия

2 Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук
Москва, Россия

* E-mail: yudintsevsv@gmail.com

Поступила в редакцию 06.07.2022
После доработки 22.08.2022
Принята к публикации 25.08.2022

Аннотация

Для двух образцов: с Th (имитатор Pu) и Nd (имитатор фракции РЗЭ–актиниды) показаны возможности сканирующей электронной микроскопии и дифракции отраженных электронов при изучении матриц для захоронения высокоактивных отходов. Образцы получены плавлением и сложены муратаитом и цирконолитом (образец с Th), или пирохлором, цирконолитом и рутилом (образец с Nd). Муратаит представлен полисомом 8С, а цирконолит – политипами 3Т (образец с Th) или 4М (образец с Nd). Появление цирконолита в образце с Nd вероятно обусловлено восстановлением части титана до трехвалентного состояния при реакции расплава и стеклоуглеродного тигля. Сделан вывод об эффективности метода дифракции отраженных электронов при изучении строения кристаллических матриц для радиоактивных отходов.

Ключевые слова: актиниды, матрица, структура, дифракция отраженных электронов

Список литературы

  1. Полуэктов П.П., Суханов Л.П., Матюнин Ю.И. Научные подходы и технические решения в области обращения с жидкими радиоактивными отходами // Российский химический журнал. 2005. Т. XLIX. № 4. С. 29–41.

  2. Donald I.W. Waste immobilization in glass and ceramic based hosts: radioactive, toxic, and hazardous wastes. Chichester, United Kingdom: John Wiley & Sons Ltd, 2010. 507 p.

  3. Handbook of advanced radioactive waste conditioning technologies. M.I. Ojovan (Ed.) Cambridge, UK: Woodhead Publ. Ltd., 2011. 488 p.

  4. Lumpkin G.R. Ceramic Host Phases for Nuclear Waste Remediation // In: Experimental and Theoretical Approaches to Actinide Chemistry, 1st Edition. J.K. Gibson, W.A. de Jong (Eds.). John Wiley & Sons Ltd. 2018. P. 333–377.

  5. Юдинцев С.В. Изоляция фракционированных отходов ядерной энергетики // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 5. С. 403–430.

  6. Tumurugoti P., Clark B.M., Edwards D.J., Amoroso J., Sundaram S.K. Cesium incorporation in hollandite-rich multiphasic ceramic waste forms // Journal of Solid State Chemistry. 2017. V. 246. P. 107–112.

  7. Peterson J.A., Crum J.V., Riley B.J., Asmussen R.M., Neeway J.J. Synthesis and characterization of oxyapatite [Ca2Nd8(SiO4)6O2] and mixed-alkaline-earth powellite [(Ca,Sr,Ba)MoO4] for a glass-ceramic waste form // Journal of Nuclear Materials. 2018. V. 510. P. 623–634.

  8. Baron P., Cornet S.M., Collins E.D., De Angelis G., Del Cul G., Fedorov Yu., Glatz J.P., Ignatiev V., Inoue T., Khaperskaya A., Kim I.T., Kormilitsyn M., Koyama T., Law J.D., Lee H.S., Minato K., Morita Y., Uhlíř J., Warin D., Taylor R.J. A review of separation processes proposed for advanced fuel cycles based on technology readiness level assessments // Progress in Nuclear Energy. 2019. V. 117. Article ID 103091.

  9. Finkeldei S.C., Chang S., Ionescu M., Oldfield D., Davis J., Lumpkin G.R., Simeone D., Avdeev M., Brandt F., Bosbach D., Klinkenberg M., Thorogood G.J. Insight into disorder, stress and strain of radiation damaged pyrochlores: a possible mechanism for the appearance of defect fluorite // Frontiers in Chemistry. 2021. V. 9. Article ID 706736.

  10. Никольский М.С., Юдинцев С.В. Дифракция отраженных электронов в исследовании матриц для иммобилизации актинидов на основе фаз муратаитового типа // Кристаллография. 2021. Т. 66. № 1. С. 124–135.

  11. Юдинцев С.В., Никольский М.С., Никонов Б.С. Изучение матриц для иммобилизации 99Тс методом ДОЭ // Доклады АН. Навуки о Земле. 2021. Т. 500. № 1. С. 130–137.

  12. Thompson J.B. Biopyriboles and polysomatic series // Am. Miner. 1978. V. 63. P. 239–249.

  13. Modular aspects of minerals. EMU Notes in Mineralogy. Merlino S. (Ed). Budapest, Eötvös. University Press. 1997. V. 1. 449 p.

  14. Pakhomova A.S., Krivovichev S.V., Yudintsev S.V., Stefanovsky S.V. Polysomatism and structural complexity: structure model for murataite-8C, a complex crystalline matrix for the immobilization of high-level radioactive waste // European Journal of Mineralogy. 2016. V. 28. № 1. P. 205–214.

  15. Smith K.L., Lumpkin G.R. Structural features of zirconolite, hollandite and perovskite, the major waste-bearing phases in Synroc / In: Defects and Processes in the Solid State: Geoscience Applications, J.N. Boland, J.D. Fitzgerald (Eds.), Amsterdam: Elsevier, 1993. P. 401–422.

  16. Loiseau P., Caurant D., Baffier N., Mazerolles L., Fillet C. Glass–ceramic nuclear waste forms obtained from SiO2–Al2O3–CaO–ZrO2–TiO2 glasses containing lanthanides (Ce, Nd, Eu, Gd, Yb) and actinides (Th): study of internal crystallization // Journal of Nuclear Materials. 2004. V. 335. P. 14–32.

  17. Blackburn L.R., Sun S.-K., Gardner L.J., Maddrell E.R., Stennett M.C., Corkhill C.L., Hyatt N.C. Synthesis, structure, and characterization of the thorium zirconolite CaZr1–xThxTi2O7 system // Journal of the American Ceramic Society. 2021. V. 104. Iss. 7. P. 2937–2951.

  18. Electron Backscatter Diffraction in Materials Science. Schwartz A.J., Kumar M., Adamas B.L., Field D.P. (Eds). NY: Springer, 2009. 403 p.

  19. Shoup S.S., Bamberger C.E., Tyree J.L., Anovitz L. Lanthanide-containing zirconotitanate solid solutions // Journal of Solid State Chemistry. 1996. V. 127. P. 231–239.

  20. Юдинцев С.В., Никольский М.С., Никонов Б.С., Мальковский В.И. Матрицы для изоляции актинидных отходов в глубоком скважинном хранилище // ДАН. 2018. Т. 480. № 2. С. 217–222.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал