Error message

  • Deprecated function: Unparenthesized `a ? b : c ? d : e` is deprecated. Use either `(a ? b : c) ? d : e` or `a ? b : (c ? d : e)` in include_once() (line 1439 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • Deprecated function: Array and string offset access syntax with curly braces is deprecated in include_once() (line 3557 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).

Заходи щодо іммобілізації радіоактивних відходів у структурі скла та склокераміки в умовах воєнного стану

Oksana Savvova1, Natalia Teliura1, Maksym Hozha1, Оlena Babich1, Yuliia Smyrnova1, Iryna Lutsiuk2
Affiliation: 
1 Department of Chemistry and Integrated Technologies, O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv, 17 M. Bazhanov St., Kharkiv 61002, Ukraine 2 Department of Chemical Technology of Silicates, Lviv Polytechnic National University, 12 S. Bandery St., Lviv 79013, Ukraine Olena.Babich@kname.edu.ua
DOI: 
https://doi.org/10.23939/chcht19.02.297
AttachmentSize
PDF icon full_rext.pdf339.13 KB

Keywords:

Abstract: 
Проаналізовано нормативну базу з поводження з РАВ та її особливості в умовах кризових ситуацій. Визначено перспективні напрями створення високотехнологічних матеріалів для твердотільних матриць для іммобілізації РАВ. Розроблено методологічний підхід до створення високоміцних склокристалічних матеріалів з високою стійкістю щодо радіаційного, хімічного, термічного і механічного впливу. Обґрунтовано вибір складів стекол для одержання склокристалічних матеріалів і композицій на їхній основі для включення до їхнього складу РАВ. Досліджено структуру та визначено вплив фазового складу на функціональні властивості склокристалічних матеріалів. Визначено перспективність застосування склокристалічних матеріалів на основі анортиту та гідроксиапатиту для довготривалої іммобілізації РАВ в умовах кризових ситуацій.
References: 

[1] Ojovan, M.І.; Yudintsev, S.V. Glass, Ceramic, and Glass-Crystalline Matrices for HLW Immobilization. Open Ceramics 2023, 14, 100355. https://doi.org/10.1016/j.oceram.2023.100355
[2] Hyatt, N.C.; Ojovan, M.I. Special Issue: Materials for Nuclear Waste Immobilization. Materials 2019, 12, 3611. https://doi.org/10.3390/ma12213611
[3] Goel, A.; McCloy, J.S.; Pokorny, R.; Kruger, A.A. Challenges with Vitrification of Hanford High-Level Waste (HLW) to Borosilicate Glass – An Overview. J. Non-Cryst. Solids. 2019, 4, 100033. https://doi.org/10.1016/j.nocx.2019.100033
[4] Tan, P.; Shu, X.; Wen, M.; Li, L.; Lu, Y.; Lu, X.; Chen, S.; Dong, F. Characteristics of Cerium Doped Aluminosilicate Glass as Simulated Radioactive Waste Forms: Effect on Structures and Properties. Prog. Nucl. Energy. 2022, 150, 104299. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2022.104299
[5] Wang, F.; Wang, Y.; Chen, J.; Liao, Q.; Zhu, H.; Zhou, J.; Qu, X.; Gong, Z.; Fu, X.; Zhu, Y. Effect of Cerium Oxide on Phase Composition, Structure, Thermal Stability and Aqueous Durability of Sodium-Iron-Boron-Phosphate Based Glasses. J. Nucl. Mater. 2021, 556, 153199. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153199
[6] Shapakidze, E.; Avaliani, M.; Nadirashvili, M.; Maisuradze, V.; Gejadze, I.; Petriashvili, T. Synthesis and Study of Properties of Geopolymer Materials Developed Using Local Natural Raw Materials and Industrial Waste. Chem. Chem. Technol. 2023, 17, 711–718. https://doi.org/10.23939/chcht17.04.711
[7] Wang, L.; Liang; T. Review Ceramics for High Level Radioactive Waste Solidification. J. Adv. Ceram. 2012, 1, 194–203. https://doi.org/10.1007/s40145-012-0019-8
[8] Kumar, N.; Aggarwal, N. Ceramics for High-Level Nuclear Waste Immobilization. AIP Conf. Proc. 2023, 2735, 020016. https://doi.org/10.1063/5.0141085
[9] Savvova, O.; Voronov, H.; Fesenko, O.; Riabinin, S.; Tymofieiev, V. High-Strength Glass-Ceramic Material with Low Temperature Formation. Chem. Chem. Technol. 2022, 16, 337–344. https://doi.org/10.23939/chcht16.02.337
[10] Kim, M.; Heo, J. Calcium-Borosilicate Glass-Ceramics Wasteforms to Immobilize Rare-Earth Oxide Wastes from Pyro-Processing. J. Nucl. Mater. 2015, 467, 224–228. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.09.04
[11] Yang, L.; Zhu, Y.; Huo, J.; Cui, Z.; Zhang, X.; Dong, X.; Feng, J. Solubility and Valence Variation of Ce in Low-Alkali Borosilicate Glass and Glass Network Structure Analysis. Materials 2023, 16, 5063. https://doi.org/10.3390/ma16145063
[12] Fabian, M.; Gergely, F.; Osan, J.; Cendak, T.; Kesari, S.; Rao, R. Structural Investigation of Borosilicate Glasses Containing Lanthanide Ions. Sci. Rep. 2020, 10, 7835. https://doi.org/10.1038/s41598-020-64754-2
[13] Yang, J.H.; Park, H.-S.; Cho, Y.-Z. Al2O3-Containing Silver Phosphate Glasses as Hosting Matrices for Radioactive Iodine. J. Nucl. Sci. Technol. 2017, 54, 1330–1337. https://doi.org/10.1080/00223131.2017.1365025
[14] Pilania, R.K.; Dube, C.L. Matrices for Radioactive Waste Immobilization: A Review. Front. Mater. 2023, 10, 1236470. https://doi.org/10.3389/fmats.2023.1236470
[15] McCloy, J.; Goel, A. Glass-Ceramics for Nuclear-Waste Immobilization. MRS Bulletin 2017, 42, 233–240. https://doi.org/10.1557/mrs.2017.8
[16] Fu, L.; Engqvist, H.; Xia, W. Glass-Ceramics in Dentistry: A Review. Materials (Basel) 2020, 26, 1049. https://doi.org/10.3390/ma13051049
[17] Gin, S.; Jollivet, P.; Tribet, M.; Peuget, S.; Schuller, S. Radionuclides Containment in Nuclear Glasses: An Overview(Review). Radiochim. Acta 2017, 105, 927–959. https://doi.org/10.1515/ract-2016-2658
[18] Ojovan, M.I.; Petrov, V.A.; Yudintsev, S.V. Glass Crystalline Materials as Advanced Nuclear Wasteforms. Sustainability 2021, 13, 4117. https://doi.org/10.3390/su13084117
[19] Caurant, D.; Majérus, O. Glasses and Glass-Ceramics for Nuclear Waste Immobilization. In Encyclopedia of Materials: Technical Ceramics and Glasses; Pomeroy, M., Ed.; Elsevier Inc., 2021; pp 762–778. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-818542-1.00090-4
[20] Gabelkov, S.V.; Logvinkov, D.S.; Saenko, S.Yu.; Tarasov, R.V.; Holomeev G.A. Poluchenie steklokeramicheskih i keramicheskih materialov dlya izolyacii radioaktivnyh othodov. Voprosy atomnoj nauki i tehniki 2003, 13, 172–174.
[21] Zhang, X.Y.; Yang, F.; Zhu, S.K.; Chen, X.; Qin, K.M.; Wang, T.S.; Peng, H.B. Influence of Ion Radiation on Leaching Behavior of Borosilicate Glass. J. Non-Cryst. Solids 2023, 602, 122091. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.122
[22] Li, H.; Wu, L.; Wang, X.; Xu, D.; Teng, Y.; Li, Y. Crystallization Behavior and Microstructure of Barium Borosilicate Glass–Ceramics. Ceram. Int. 2015, 41, 15202–15207. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.08.095
[23] Savvova, O.V.; Voronov, G.K.; Babich, O.V.; Topchiy, V.L.; Fesenko, O.I.; Tymofieiev, V.D. Protective Impact Resistant Composite Materials Based on Aluminium-Silicate Glass-Ceramics. Funct. Mater. 2019, 26, 182–188. https://doi.org/10.15407/FM26.01.182
[24] Savvova, O.V.; Babich, O.V.; Fesenko, O.I.; Topchij, V.L.; Hristich, O.V. Rozrobka visokomicnih anortitovih sitaliv. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii 2019, 6, 190–196. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-127-6-190-196
[25] Sayenko, S. Yu.; Svitlychnyi, Ye. O.; Shkuropatenko, V. A.; Zykova, A. V.; Ledovska, O. G.; Ledovska, L. M.; Kholomyeyev, G. O.; Myronova, A. G.; Odeychuk, M. O. Glass-Ceramic Matrices Based on Borosilicate and Phosphate Materials for the Immobilization of Radioactive Waste. Funct. Mater. 2020, 27, 39–45. https://doi.org/10.15407/fm27.01.39
[26] Liu, J.; Wang, F.; Liao, Q.; Zhu, H.; Liu, D.; Zhu, Y. Synthesis and Characterization of Phosphate-Based Glass-Ceramics for Nuclear Waste Immobilization: Structure, Thermal Behavior, and Chemical Stability. J. Nucl. Mater. 2019, 513, 251–259. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2018.11.002
[27] Loiseau, P.; Caurant, D. Glass-Ceramic Nuclear Waste Forms Obtained by Crystallization of SiO2 -Al2O3 -CaO-ZrO2 -TiO2 Glasses Containing Lanthanides (Ce, Nd, Eu, Gd, Yb) and Actinides (Th): Study of the Crystallization from the Surface. J. Nucl. Mater. 2010, 402, 38–54. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2010.04.0
[28] ASTM C1285-21 Standard Test Methods for Determining Chemical Durability of Nuclear, Hazardous, and Mixed Waste Glasses and Multiphase Glass Ceramics: The Product Consistency Test (PCT) (accessed 2024-08-25).
[29] Savvova, O.V.; Shimon, V.M.; Babich, O.V.; Fesenko, O.I. Development of Calcium Phosphate-Silicate Glass Ceramic Materials Resistant to Biochemical and Mechanical Destruction. Funct. Mater. 2020, 27, 767–773. https://doi.org/10.15407/fm27.04.767
[30] Savvova, O.; Shadrina, G.; Babich, O.; Fesenko, О. Investigation of Surface Free Energy of the Glass Ceramic Coatings on Titanium for Medical Purposes. Chem. Chem. Technol. 2015, 9, 349–354. https://doi.org/10.23939/chcht09.03.349