ИСТИНА

Для проведения исследований необходимо подготовить керамические образцы с различным содержанием эвтектики LiCl-KCl с включенными в нее радионуклидами, состав которых характерен для отходов пирохимической переработки ОЯТ. Для полученных образцов необходимо установить показатели регламентированных свойств (прочность на сжатие, выщелачивание радионуклидов, морозостойкость, водостойкость) до облучения. Определить влияние температуры отжига на механические и структурные характеристики полученных образцов. Определенное количество образцов подвергнуть испытаниям под воздействием гамма-квантов и электронов до величины нагрузок эквивалентных поглощенной дозе порядка 101 – 105 Гр. Для образцов после радиационных испытаний определить показатели регламентированных свойств (прочность на сжатие, выщелачивание радионуклидов, морозостойкость, водостойкость), провести сравнительную оценку свойств керамических образцов и определить влияние дозы облучения на регламентированные свойства.

To conduct the studies, it is necessary to prepare ceramic samples with different content of LiCl-KCl eutectic with radionuclides included in it, the composition of which is characteristic for pyro-chemical reprocessing wastes. For the samples obtained, it is necessary to establish indicators of regulated properties (compressive strength, radionuclide leaching, frost resistance, water resistance) prior to irradiation. Determine the effect of the annealing temperature on the mechanical and structural characteristics of the samples obtained. A certain number of samples are subjected to gamma-quanta and electron tests up to an equivalent absorbed dose of the order of 101 - 105 Gy. For the samples after the radiation tests, determine the parameters of the regulated properties (compressive strength, radionuclide leaching, frost resistance, water resistance), make a comparative assessment of the properties of ceramic samples and determine the effect of the radiation dose on the regulated properties.

Целью работы является исследование эффективности иммобилизации компонентов радиоактивных отходов, образующихся при пирохимической переработке ОЯТ, в керамических матрицах на основе глин различного состава. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи: подготовить керамические образцы на основе глин различного состава с различным содержанием эвтектики LiCl-KCl; провести исследования влияния состава керамик и температуры их отжига на их механические и структурные характеристики; провести испытания по выщелачиванию радионуклидов на имитаторах; провести испытания по облучению гамма-квантами и электронами керамических образцов до значений поглощенной дозы порядка 101 – 105 Гр; определить влияние доз облучения на механические и структурные свойства керамических образцов.

В результате испытаний керамических образцов были подобраны наиболее перспективные для исследований составы, соответствующие содержанию эвтектики LiCl-KCl в матрице от 10 до 30 масс.%, а также условия отжига – 900 °С, 12 часов. Испытания показали, что прочность на сжатие керамических образцов с содержанием эвтектики 10-20 масс.% выше регламентируемой величины для омоноличенных РАО (10 МПа). После термических и водных нагрузок прочность на сжатие испытанных образцов с содержанием эвтектики 20 масс.% близка по величине прочности контрольных образцов. Воздействие радиационных нагрузок независимо от типа излучения (гамма-кванты, электроны) вплоть до величины поглощенной дозы 1,1•105 Гр не привело к изменению прочностных характеристик исследованных керамических образцов. При изучении структурных и морфологических характеристик образцов, подвергнутых воздействию дозовых нагрузок, не выявлено каких-либо изменений их структуры и фазового состава. Для образцов составов Б10, Б20 и Б30 скорость выщелачивания цезия после 28 суток составляет 4,2•10-6, 1,5•10-6 и 1,2•10-6 г/(см2•сут), соответственно, стронция – 2,1•10-6, 9,2•10-7 и 6,2•10-7 г/(см2•сут), соответственно. Для образцов составов К10, К20 и К30 скорость выщелачивания цезия после 28 суток составляет 7,4•10-6, 6,1•10-6 и 1,9•10-6 г/(см2•сут), соответственно, стронция – 3,2•10-6, 2,7•10-6 и 1,1•10-6 г/(см2•сут), соответственно. Поставленные задачи НИР (подготовка образцов, их облучение и характеризация после облучения) выполнены в полном объеме. Работы выполнены с применением современного аналитического оборудования, что позволило получить результаты на уровне лучших достижений в области исследования керамических материалов. По результатам работы можно считать, что исследуемые керамические образцы с содержанием эвтектики LiCl-KCl 20 масс.% отвечают требованиям нормативных документов, предъявляемым к омоноличенным формам радиоактивных отходов. Целесообразно продолжить исследования свойств керамических образцов для иммобилизации пирохимической переработки ОЯТ при более высоких дозовых нагрузках (до 108 Гр), а также исследовать газовыделение при воздействии ионизирующего излучения.