ікати цезію та уранати цезію. При обробці рідких радіоактивних азотнокислих відходів утворюється оксид рутенію (RuO 4); його освіту на стадії кальцинації сприяє розкладанню нітратів [24].
Кальцинати мають недостатню теплопровідність, хімічну стійкість і мають погану механічної твердістю. Тому без належної подальшої обробки виникають проблеми при їх транспортуванні і зберіганні. Для поліпшення властивостей кальцинатів пропонується проводити спікання при високій температурі (вище, ніж при кальцинації). Для ефективного проведення спікання необхідно домогтися підвищення ступеня закріплення радіонуклідів з мінералами, що містяться у відходах. Це досягається додаванням при спіканні певних мінеральних добавок, наприклад, глини. При цьому спочатку відбувається адсорбція речовин кальцин на поверхні глини, а при подальшому нагріванні дифузія їх вглиб частинок глини; цей процес може супроводжуватися утворенням різних силікатів [2].
У результаті спікання утворюються міцні і стабільні керамічні матеріали.
. 2.2 Отверждение рідких радіоактивних відходів
Для затвердіння рідких радіоактивних відходів використовують сполучні матеріали, які поділяють на три групи:
термореактивні - поліефірні та карбамідні смоли;
неорганічні - гіпс, цемент;
термопластичні - бітум.
Сполучні матеріали з неорганічної та термопластичної груп не були спеціально створені для цілей затвердіння рідких відходів, а були запозичені з будівництва, де використовуються як ізолюючі або будівельні матеріали [24].
Для сполучних матеріалів встановлено певні вимоги: дешевизна, недефіцитним, міцність, біостійкість, хороша сумісність з хімічними елементами концентратів, радіаційна стійкість. Тому в багатьох країнах з розвиненою атомною енергетикою набули широкого поширення такі сполучні, як бітум і цемент [24].
. 2.2.1 бітуміровання
Найбільше поширення в практиці в якості сполучного компонента отримав бітум. Бітум являє собою продукт перегонки нафти або вугілля. Причиною широкого застосування бітуму є його термопластичность, яка дозволяє при його нагріванні включати в нього концентрати радіоактивних відходів з отриманням гомогенного матеріалу, що володіє хорошими показниками вологостійкістю. Також бітум характеризується низькою чутливістю до складу включаемого обсягу рідких відходів [24].
При контакті компонентів відходів з бітумом властивості останнього змінюються через їх хімічної взаємодії. За характером хімічної взаємодії сольових компонентів з бітумом дані компоненти виділяють в три групи:
інертні солі сильних кислот і основ (в умовах бітуміровання) - хлорид натрію, нітрат натрію;
азотнокислі солі, які при бітуміровання виявляють окисні властивості, нестійкі, наприклад, нітрат заліза, нітрат амонію, нітрат алюмінію;
солі сильних основ і луги - гідроксид натрію, карбонат натрію, фосфат натрію [24].
Солі першої групи з бітумом не реагують, солі другої групи окислюють бітум і роблять його вкрай тендітним (велика кількість таких солей у відходах при бітуміровання не припустимо), компоненти з третьої групи викликаю?? омилення органіки бітуму, в результаті чого утворюються органічні кислоти, які емульгують бітум, зменшуючи його водостійкість.
У рідких радіоактивних відходах російських атомних електростанцій гідратообразующі солей в загальному обсязі досить мало (2ч3)%; у таких солей погана сумісність з бітумом.
Концентрати відходів містять деяку кількість вологи, яка в процесі бітуміровання видаляється при температурі кипіння, в результаті чого йде часткова або повна дегідратація солей. Гідратація солей ж може проявитися після охолодження системи, що створює умови для руху залишків вологи углиб суміші. Від цього відбувається розбухання суміші і погіршення гідроізоляції. В результаті всього цього в окремих випадках зменшують ступінь наповнення бітуму. Такий же ефект спучування спостерігається при включенні в бітум різних іонообмінних смол [24].
Вміщені в концентратах детергенти порушують цілісність бітуму і роблять його більш текучим, внаслідок чого погіршуються гідроізолюючі властивості. Тому перед бітуміровання рекомендується їх видаляти до певних показників.
Щоб зменшити вимиваемость небезпечних радіонуклідів з системи, необхідно їх переводити в нерозчинну форму або ж «закріпити» на сорбенті. Для зв'язування 137 Cs в суміш бітум-концентрат вводять фероцен нікелю, для 60 Co використовують сульфат кобальту, для 90 Sr - сульфат барію, що істотно знижує вимиваемость даних речовин. Слід зазначити, що швидкість вимиванн...
