[00069443]氟磷灰石陶瓷固化模拟次锕系核素

　　1、成果水平及专利情况在：

　　JCR 《期刊引用报告》核科学技术(NUCLEAR SCIENCE & TECHNOLOGY)学科的1区Top期刊《Joumal of Nuclear Materials》发表 SCI收录学术论文一篇,获得中国授权发明专利3项。

　　2、项目内容：

　　本项目主要研究了原料配方、烧结工艺参数对固化基材纯氟磷灰石、掺模拟次锕系核素(Sm、Eu、Gd)氟磷灰石固溶体及其陶瓷固化体的晶相组成、显微结构和物理性能的影响,优化集成了氟磷灰石陶瓷固化体的制备工艺技术:探讨了三种电荷补偿机制[无电荷补偿(Ca空位补偿)、正电荷补偿(Na"补偿)、负电荷补偿(SiO4 补偿)]对氟磷灰石固溶模拟次锕系核素(Sm、Eu、Gd)的影响规律,探明了模拟次氟系核素(Sm,Eu, Gd)在氟磷灰石陶瓷晶相中的极限固溶量;获得了模拟次钢系核素与氟磷灰石相互作用的规律性,认识,揭示了模拟次钢系核素(Sm、Eu、Gd)在氟磷灰石陶瓷固化体中的赋存状态和Ca位[Ca(1)和Ca(2)]的占位机制;利用水热反应金构建高放废物固化体的深地质处置环境,研究了在THMC耦合作用(T=90-200℃, P=0.101-1.554MPa, pH=3-11)下掺模拟次锕系核素(Sm、Eu、Gd)氯磷灰石陶瓷固化体的化学稳定性、相稳定性、蚀变机制等,探讨了氟鳞灰石陶瓷固化体在深地质处置环境中的稳定性及其核素浸出行为。

　　3、成果技术特点(含主要技术指标)

　　在THMC 稱合作用下(T=90-200℃, P-0.101-1.554MPa, pH=3-11)'氟嶺疾石陶资後化体呈现出优良的化学稳定性,模拟次钢系核素(Sm. Eu. Gd)归一化没出率分别低到1.07x10 (Sm)- 5.22x10” (Eu),5.14x10-7 (Gd) g-m.d',上述模拟次制系核素(Sm.Eu, Gd)归一化漫出率比确硅酸盐玻璃固化体中核素归一化漫出率(10gm2-d')低34个数量级。

　　4、应用范围：

　　作为高毒性、高放射性、半衰期长的次锕系核素固化基材,可实现含次锕系核素高放废物的长期、安全、稳定的固化处理。

　　5、技术成熟度：

　　技术较为成熟,可进行预先的热试验。

　　6、投资估算及资金来源：

　　可先投资2000万元建年产500公斤次锕系核素固化体的生产示范线。

　　7、市场前景及经济效益分析本项目工艺技术简洁实用,烧结温度较低,固化体目标矿相的致密度和纯度高、浸出率低、化学稳定性优良,其工艺技术有利于实现含磷高放废物的资源化利用及其固化处理的工程化应用,相关研究成果可为优化和制备高性能含磷次锕系高放废物陶瓷固化体提供理论依据和技术支持,为推进高放废物陶瓷固化的应用基础研究及其安全处置莫定基础。

　　8、合作方式技术转让或技术入股,引进设备,建厂设计。