В рамках синтеза новых вариантов матричных материалов для остекловывания вы- сокоактивных радиоактивных отходов обнаружены и изучены кристаллические фазы, образующиеся при быстром охлаждении из расплавов системы Na2O–Rb2O–SrO(Ba)–B2O3–SiO2–Al2O3–ZrO2 с высоким содержанием Rb и Zr (до 10 мол. %). Методами электронной микроскопии, рентгеновской дифракции и КР спектроскопии в образцах установлено присутствие многочисленных Zr- и Rb-содержащих кристаллов; изучены их морфология, химический состав и спектральные характеристики. Сделан вывод о том, что образование данных кристаллических фаз обусловлено избыточным содержанием отдельных компонентов расплава и определяет нежелательную итоговую локальную неоднородность и кристаллизацию матричных материалов.
Идентификаторы и классификаторы
Основным требованием нормативных документов «Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. Требования безопасности. НП-019-15» к структуре и свойствам матричных материалов для иммобилизации высокоактивных радиоактивных отходов (ВАО) методом остекловывания (Caurant et al, 2009; Donald, 2010; Singh et al., 2021) является получение однородных стеклообразных материалов без заметного проявления кристаллических фаз.
Список литературы
Еремяшев В.Е., Мазур А.С., Толстой П.М., Осипова Л.М. (2019) Исследование особенностей
структуры рубидиевых боросиликатных стекол методом ЯМР-спектроскопии. Неорганические материалы, 55(5), 538–543.
Arima M., Edgar A.D. (1980). Stability of wadeite (Zr2K4Si6O18) under upper mantle conditions: petrological implications. Contribution to Mineralogy and Petrology, 72(2), 191–195.
Caurant D., Loiseau P., Majérus O., Aubin- Chevaldonnet V., Bardez I., Quintas A. (2009) Glasses,
glass-ceramics and ceramics for immobilization of highly radioactive nuclear wastes. New York, Nova Science Publishers, 445 p.
Chen H., Marcial J., Ahmadzadeh M., Patil D., McCloy J.S. (2020) Partitioning of rare earths in multiphase nuclear waste glass-ceramics. International Journal of Applied Glass Science, 11, 660–675.
Donald I.W. (2010) Waste immobilization in glass and ceramic based hosts: tadioactive, toxic and hazardous wastes. John Wiley & Sons, Ltd, 507 р.
Eremyashev V.E., Zherebtsov D.A., Osipova L.M., Danilina E.I. (2016) Thermal study of melting, transition and crystallization of rubidium and caesium borosilicate gasses. Ceramics International, 42, 18368–18372.
Eremyashev V.E., Zherebtsov D.A., Brazhnikov M.P., Zainullina R.T., Danilina E.I. (2020) Cerium influence on the thermal properties and structure of high-alkaline borosilicate glasses. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 139(2), 991–997.
Eremyashev V.E., Rassomakhin M.A., Korinevskaya G.G., Zhivulin D.E., Lebedeva S.M., Danilina E.I., Osipov A.A., Bocharov V.N. (2023) Synthesis and study of zirconium-containing sodium-cesium
aluminoborosilicate matrix materials. Journal of Non- Crystalline Solids, 617, 122497.
Fewox C. S., Kirumakki S. R., Clearfield A. (2007) Structural and mechanistic investigation of rubidium ion exchange in potassium zirconium trisilicate. Chemistry of Materials, 19(3), 384–392.
Guo Y., Liu C., Wang J., Ruan J., Li X., Han J., Xie J. (2020) Effect of ZrO2 crystallization on ion exchange properties in aluminosilicate glass. Journal of the European Ceramic Society, 40(5), 2179–2184.
Keshavarzi A., Russel C. (2012) The effect of TiO2 and ZrO2 addition on the crystallization of Ce3+ doped yttrium aluminum garnet from glasses in the system Y2O3/ Al2O3/SiO2/AlF3. Materials Chemistry and Physics, 132(2), 278–83.
Kyono A., Kimata M. (2001) Refinement of the crystal structure of a synthetic non-stoichiometric Rbfeldspar.
Mineralogical Magazine, 65(4), 523–531.
Lafuente B., Downs R.T., Yang H., Stone N. (2015) The power of databases: the RRUFF Project. http://rruff.info (accessed 21 February 2023).
Singh B.K., Hafeez M.A., Kim H., Hong S., Kang J., Um W. (2021) Inorganic waste forms for efficient immobilization of radionuclides. ACS ES&T Engineer, 1(8),
1149–1170. Vienna J.D., Collins E.D., Crum J.V., Ebert W.L., Frank S.M., Garn T.G., Gombert D., Jones R., Jubin R.T., Maio V., Marra J.C., Maty J., Nenoff T.M., Riley B.J., Sevigny G.J., Soelberg N., Strachan D., Thallapally P.K., Westsik Jr. J.H. (2015) Closed fuel cycle waste treatment strategy, FCRD-MRWFD-2015-000674, rev. 0, PNNL-24114. Pacific Northwest National Laboratory,
Richland, WA. https://www.pnnl.gov/main/ publications/ external/technical_reports/PNNL-24114.pdf
Выпуск
Другие статьи выпуска
Костная ткань представляет собой физиогенный органоминеральный агрегат, состоящий из органических (коллаген, жиры, сахара) и минерального (гидроксилапатита) компонентов. Одно из наиболее распространенных заболеваний костной ткани – остеопороз. Оно приводит к нарушению процессов минерализации костной ткани. Для изучения динамики изменений гидроксилапатита при остеопорозе был проведен эксперимент на лабораторных животных с симуляцией системного остеопороза с помощью овариоэктомии (хирургического удаления яичников). При помощи рентгеноспектрального микроанализа определен химический состав минерального компонента костной ткани и проведена статистическая обработка результатов. При развитии остеопороза в гидроксилапатите увеличивается содержание изоморфных примесей (Mg, Al, K). Методами многомерной статистики зафиксирована существенная роль Al при развитии заболевания. Рентгеноструктурный анализ показал, что при развитии остеопороза параметры элементарной ячейки гидроксилапатита костной ткани увеличиваются. Результаты ИК спектроскопии показали наличие карбонатной группы в гидроксилапатите, содержание которой уменьшается при заболевании.
В работе приводятся минералогические и геохимические особенности золотоносных шлихов из восьми притоков руч. Анмандыкан 2-й в Хабаровском крае: Западный отвилок, Восточный отвилок, Сомнительный, Смежный, Перевальный, Соболь, Встречный и Хворый. Минеральный состав шлихов правых притоков отличается от левых значительно большим процентным содержанием минералов группы граната и сульфидов, а также самородного золота и меньшим содержанием циркона и амфиболов. Гранаты в шлихах различного состава представлены членами альмандинового и гроссуляр-андрадитового рядов. Зерна самородного золота в россыпях желтого цвета, мелкие, преимущественно слабой и средней окатанности, зачастую с минеральными включениями, представленными кварцем, реже полевыми шпатами, пиритом, оксидами и гидроксидами железа, цирконом. По составу самородное золото низкопробное, из примесей присутствует только Ag, отмечаются тонкие, прерывистые, пористые высокопробные каймы. Выявлены две золоторудные россыпные минеральные ассоциации, включающие в себя в первом случае самородное золото, халькопирит, сфалерит и пирит, а во втором случае – самородное золото, шеелит и минералы группы гранатов, преимущественно гроссуляр-андрадитового состава. На основании полученных данных сделан прогноз о существовании двух коренных источников золота, которые связаны с золото-кварц-сульфидной формацией и золоторудными скарнами. Сравнение результатов минералогического и геохимического методов исследования шлихов показало пригодность и экспрессность геохимического метода для интерпретации геологических и металлогенических особенностей исследуемой территории.
Статья содержит результаты статистической обработки геохимических данных для пород месторождения вольфрама Пороховское (Южный Урал), полученных при планомерных геологоразведочных работах. Статистические выборки формировались для различных типов вмещающих пород: андезитов и их туфов, сланцев, метасоматитов (включая серицит-кварцевые, эпидот и хлорит-содержащие) и скарнов. Установлено, что для всех пород Пороховского месторождения характерны повышенные содержания W, Mo и, в меньшей степени, Be, Cu, Li и Zn. Во всех типах пород присутствуют устойчивые группы коррелирующих между собой элементов, как связанные с процессом грейзенизации, так и группы элементов, унаследованные от протолита. Зональность в распределении элементов по отношению к Юго-Коневскому массиву лейкогранитов, считающимся рудогенерирующим для месторождения, отсутствует. Установлено отсутствие корреляции между W и Mo во всех типах вмещающих пород. Предложен комплекс статистических методов для выделения перспективных площадей при неявно выраженной W-Mo минерализации в породах.
В статье рассмотрена минералогия слюдистых сланцев золоторудного месторождения Осиновское на Среднем Урале. Проведенные исследования позволили выяснить роль динамо- метаморфизма в преобразовании исходных пород и охарактеризовать их метасоматические изменения. Установлена взаимосвязь между пластическими и хрупкими деформациями и образованием золотоносной минеральной ассоциации, в которую входят главные пирит, пирротин и ильменит, второстепенные и редкие сфалерит, халькопирит, марказит, рутил, магнетит, молибденит, галенит, алтаит, гессит, мелонит, петцит, калаверит, волынскит, сильванит. Содержание Ag в самородном золоте варьирует от 4 до 29 мас. %. Теллуриды ассоциируют с пиритом и пирротином, а также образуют мономинеральные зерна и сростки в хлорите и слюде с включениями РЗЭ минералов (ксенотим-(Y), монацит-(Ce), гидроксилбастнезит-(Ce)), алланит-(Се)), РЗЭ-содержащих минералов (эпидот, апатит, циркон), силиката Th (торит) и уранинита.
В дополнение к данным предшественников, с помощью сканирующего электронного микроскопа с энергодисперсионной приставкой охарактеризован состав зональных или зонально-секториальных кристаллов берилла из пегматитов Мариинского и Квартального месторождений Уральских изумрудных копей на Среднем Урале, гранитного пегматита копи № 242 Ильменского государственного заповедника и Светлинского пегматитового карьера на Южном Урале. Периферические светлоокрашенные зоны призмы и пинакоида в сечениях кристаллов отличаются вариациями содержаний Al, Fe и Mg от внутренних зон или участков. Наличие секущих трещин и регенерированных обломков раннего берилла указывает на синминерализационную тектонику. В берилле из Мариинского месторождения выявлены ранее не отмечавшиеся синтаксические вростки бавенита и зоны параллельно-шестоватых агрегатов сокристаллизации берилла с бавенитом, а также поздние пирит, флюорит, жисмондин-Ca и тоберморит. Бериллы из копи № 242 Ильменского государственного заповедника желтовато-зеленоватые и голубоватые с периферической белой зоной и синтаксическими микровростками аннита и сингенетичными включениями колумбита и Ta-Nb рутила. Мутный голубовато-белый берилл, регенерированный бесцветным, из Светлинского карьера содержит множество синтаксических включений мусковита, ганита, кальцита, кварца и кварц-мусковитовых микроагрегатов с пиритом, халькопиритом, сфалеритом, галенитом, сидеритом, кальцитом и микропорами. Синтаксия слюд, кварца и ганита с бериллом выявлена впервые.
Издательство
- Издательство
- ЮУ ФНЦ МИГ УРО РАН
- Регион
- Россия, Миасс
- Почтовый адрес
- 456317, Челябинская область, г. Миасс, территория Ильменский заповедник
- Юр. адрес
- 456317, Челябинская область, г. Миасс, территория Ильменский заповедник
- ФИО
- Удачин Валерий Николаевич (Директор)
- E-mail адрес
- info@mineralogy.ru
- Контактный телефон
- +7 (351) 3298098