name: ИСКРОВОЕ ПЛАЗМЕННОЕ СПЕКАНИЕ ЦЕОЛИТОВ ДЛЯ ИММОБИЛИЗАЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ ЦЕЗИЯ В ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ МАТРИЦЫ
keyword_list: керамические матрицы, иммобилизация радиоцезия, искровое плазменное спекание, гидролитическая стойкость, поллуцит
abstract: Объекты исследования: природные цеолиты различных месторождений (Чугуевский, Сокирницкий, Ягодинский, Лютога, Бели Бари), коммерческие цеолиыт (NaA, NaY, NaX) и направлено синтезированный цеолит типа NaA. Работа посвящена разработке способа синтеза плотных (плотность ~99,8 % от теоретической) керамических и стеклокерамических матриц на основе природных и синтетических алюмосиликатов (цеолитов) высокой механической прочности, пригодных для иммобилизации радионуклидов цезия (13.5-24.3 масс.%), со скоростью его выщелачивания 10-5 -10-7 г/см2∙сутки. Исключительное качество матриц достигнуто возможностями технологии искрового плазменного спекания (ИПС), за счет высокоскоростного элекроимпульсного разогрева порошковой шихты. Исследованы физико-химические особенности фазовых превращений и структурных изменений кристаллических цеолитов при ИПС обработки. Выявлены технологические условия аморфизации минеральных кристаллических фаз природных цеолитов, а также трансформации искусственных и направленно синтезированных цеолитов в керамику на основе поллуцита (CsAlSi2O6). Отработан способ получения керамического сердечника, содержащего имитатор радиоцезия, предназначенный в качестве конструкционной основы источника ионизирующего излучения (ИИИ) закрытого типа. Впервые исследована динамика консолидации и установлено влияние температуры и давления прессования ИПС на уплотнение (усадку) порошков цеолитов смешанных природных фаз (клиноптилолит, морденит, гейландит), искусственных (коммерческие марки NaA, NaY, NaX) и направленно синтезированного по типу NaA, содержащих 13.5-24.3 масс.% цезия, в плотные матрицы. Определены ранее неизвестные данные о физико-химических, механических характеристиках и гидролитической устойчивости матриц, содержащих до 24.3 масс.% цезия, и установлена их взаимосвязь с фазовым составом и режимами ИПС при которых достигаются высокие эксплуатационные свойства изделий в соответствии с ГОСТ Р 50926-96. Сспособ искрового плазменного спекания получения плотных керамических и стеклокерамических матриц на основе природного цеолита, содержащих 13.5 масс.% имитатора радиоцезия, в объеме герметичного стального контейнера с применением технологии ИПС. Получены образцы матриц в виде недиспергируемых активных зон (сердечников) в конструкции изделия, подобно ИИИ-закрытого типа. Показано, что способ обеспечивает формирование сердечников в герметичном контейнере в одну стадию, температура спекания не превышает 1000 °С, время разогрева и выдержки при максимальной температуре составляет 13 и 5 минут, соответственно. Результат исследования указывает на перспективность разработки промышленного способа изготовления ИИИ-закрытого типа с применением технологии ИПС. Подобные изделия могут выступить альтернативной заменой промышленно производимых ИИИ торговых марок RSL, ИГИ-Ц, M37C, ГИД-Ц (пр-во Россия) на основе менее безопасного 137CsCl. Основные достижения работы являются актуальными для исследователей, работающих в области радиохимии и переработки радиоактивных отходов и перевод их в твердую форму, поэтому основные достижения диссертационного исследования можно рекомендовать для использования в МИФИ, Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, химическом факультете МГУ им. Ломоносова, Санкт-Петербургском государственном университете. Области применения: функциональные материалы, керамические и стеклокерамические матрицы для иммобилизации радиоцезия, направленный синтез.
chairman_dissertation_council.surname: Сергиенко В. И.
chairman_dissertation_council.position: Председатель ДВО РАН
chairman_dissertation_council.degree: Доктор химических наук
organization_supervisor.surname: Гнеденков С. В.
organization_supervisor.position: Директор
organization_supervisor.degree: Доктор химических наук
rubrics.code: 31.15.30
rubrics.name: Радиационная химия. Плазмохимия
rubrics.code: 31.15.23
rubrics.name: Радиохимия
rubrics.code: 31.15.19
rubrics.name: Химия твердого тела
oecds.code: 02.05.PK
oecds.name: MATERIALS SCIENCE, CERAMICS
oecds.code: 01.04.EI
oecds.name: CHEMISTRY, PHYSICAL
speciality_codes.name: Физическая химия
speciality_codes.code: 02.00.04
supervisors.fio: Папынов Е.К.
supervisors.scientific_degree: Кандидат химических наук
supervisors.speciality_code: Экология (по отраслям)
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Малютин В.В.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Радиохимия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Орлова А.И.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Радиохимия
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИХ ДВО РАН
protection_organization.name: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук
protection_organization.ogrn: 1022502123478
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИХ ДВО РАН
author_organization.name: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук
author_organization.ogrn: 1022502123478
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения