高放射性核废料玻璃固化体结构与化学稳定性

摘要

用溶解速率法(dissolutionrate)、试样坚固法(productconsistencytest)和蒸汽水化侵蚀法(vaporhydrationtest)对高放射性核废料(HLW)玻璃固化体的化学稳定性作了全面的测试,并对它们进行傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)测试.FTIR分析表明,在较高的HLW包容量的玻璃固化体中,含有较少的容易被水化(PO3)1-的长链单元,因此它们具有优良的化学稳定性.XRD分析表明,玻璃固化体中分离的(P2O7)4-和(PO4)3-阴离子团被金属离子Fe3+,Cr3+等所连接,形成O—Me—O—P键,不仅提高了玻璃的抗析晶的能力,而且也大大地提高了化学稳定性.这些高包容量的玻璃固化体的原子比O/(Si+P)为3.7～4.1,从结构上也印证了HLW包容量达70%和75%(质量分数)的玻璃固化体会具有卓越的化学稳定性.