Методами колебательной спектроскопии исследована структура матричных материалов, синтезированных быстрым охлаждением натриево-рубидиевых алюмоборосиликатных расплавов с добавлением циркония.
В структуре формирующегося стекла установлено значительное влияние циркония на соотношение основных структурных единиц и распределения катионов-модификаторов между ними. Полученные результаты были использованы для объяснения изменения значения температуры перехода стекло–расплав и плотности синтезированных образцов и рекомендуются к использованию при корректировке состава и параметров синтеза матричных материалов для иммобилизации высокоактивных радиоактивных отходов, содержащих значительные количества циркония.
Вячеслав Евгеньевич Еремяшев – вед. науч. сотрудник, лаборатория экспериментальной минералогии и физики минералов, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН (ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН), Миасс, Челябинская область, Россия
Галина Геннадьевна Кориневская – мл. науч. сотрудник, лаборатория экспериментальной минералогии и физики минералов, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН (ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН), Миасс, Челябинская область, Россия
Дмитрий Евгеньевич Живулин – мл. науч. сотрудник, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Ю?жно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет), ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)», Управление научной и инновационной деятельности ЮУрГУ, Челябинск, Россия
Владимир Николаевич Бочаров – специалист ресурсного центра «Геомодель», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет», Санкт-Петербург, Россия
1. McCloy J. S., Goel A. Glass-ceramics for nuclear-waste immobilization // MRS Bull. 2017. V. 42, No. 3. P. 233 – 240.
2. Ojovan M. I., Lee W. E., Kalmykov S. N. An introduction to nuclear waste immobilisation. 3rd ed. Amsterdam: Elsevier, 2019. 497 p.
3. Ojovan M. I., Steinmetz H. J. Approaches to disposal of nuclear waste // Energies. 2022. V. 15. P. 7804.
4. Kaspar T. C., Ryan J. V., Pantano C. G., et al. Physical and optical properties of the International simple glass // Npj Materials Degradation. 2019. V. 3, No. 1. P. 15.
5. Eremyashev V. E., Korinevskaya G. G., Rassomakhin M. A., et al. Solubility limiting of zirconium in aluminoborosilicate glasses // Radiochemistry. 2023. V. 65. P. S54 – S62.
6. Еремяшев В. Е., Кориневская Г. Г., Рассомахин М. А. и др. Растворимость циркония и рубидия в натриевых алюмоборосиликатных стеклах для иммобилизации радиоактивных отходов // Неорганические материалы. 2023. Т. 59, № 9. С. 1 – 8.
7. Ficheux M., Burov E., Aquilanti G., et al. Structural evolution of high zirconia aluminosilicate glasses // J. Non-Cryst. Solids 2020. V. 539. P. 120050.
8. Quintas A., Caurant D., Majerus O., et al. ZrO2 addition in soda-lime aluminoborosilicate glasses containing rare earths: Impact on the network structure // J. Alloys Compd. 2017. V. 714. P. 47 – 62.
9. Angeli F., Charpentier T., Ligny D., et al. Boron speciation in soda-lime borosilicate glasses containing zirconium // J. Am. Ceram. Soc. 2010. V. 93, No. 9. P. 2693 – 2704.
10. Connelly A. J., Hyatt N. C., Travis K. P., et al. The structural role of Zr within alkali borosilicate glasses for nuclear waste immobilization // J. Non Cryst. Solids. 2011. V. 357. P. 1647 – 1656.
11. Еремяшев В. Е., Осипов А. А., Осипова Л. М. Структура боросиликатных стекол при замещении катиона натрия катионами щелочноземельных металлов // Стекло и керамика. 2011. Т. 84, № 7. С. 3 – 6. [Eremyashev V. E., Osipov A. A., Osipova L. M. Borosilicate glass structure with rare-earth-metal cations substituted for sodium cations // Glass Ceram. 2011. V. 68. P. 205 – 208.]
12. Еремяшев В. Е., Кориневская Г. Г., Букалов С. С. Титан в структуре щелочных боросиликатных стекол // Стекло и керамика. 2015. Т. 88, № 11. С. 13 – 16. [Eremyashev V. E., Korinevskaya G. G., Bukalov S. S. Titanium in the structure of alkaline borosilicate glasses // Glass Ceram. 2016. V. 72. P. 405 – 408.]
13. Еремяшев В. Е., Жеребцов Д. А., Осипова Л. М., Бражников М. В. Влияние кальция, бария и стронция на термические свойства боросиликатных стекол // Стекло и керамика. 2017. Т. 90, № 10. С. 3 – 6. [Eremyashev V. E., Zherebtsov D. A., Osipova L. M. Effect of calcium, barium, and strontium on the thermal properties of borosilicate glasses // Glass Ceram. 2018. V. 74. P. 345 – 348.]
14. Eremyashev V. E., Zherebtsov D. A., Osipova L. M., et al. Thermal study of melting, transition and crystallization of rubidium and caesium borosilicate glasses // Ceram. Int. 2016. V. 42. P. 18368 – 18372. URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.08.169
15. Wan J., Cheng J., Lu P. The coordination state of B and Al of borosilicate glass by IR spectra // J. Wuhan Univ. Technol.-Mat. Sci. Edit. 2008. V. 23. P. 419 – 421.
16. El-Egili K. Infrared studies of Na2O–B2O3–SiO2 and Al2O3–Na2O–B2O3–SiO2 glasses // Physica B. 2003. V. 325. P. 340 – 348.
17. Moncke D., Tricot G., Winterstein-Beckmann A., et al. On the connectivity of borate tetrahedral in borate and borosilicate glasses // Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B. 2015. V. 56, No. 5. P. 203 – 211.
18. Eremyashev V. E., Rassomakhin M. A., Korinevskaya G. G., et al. Synthesis and study of zirconium-containing sodium-cesium aluminoborosilicate matrix materials // Journal of Non-Crystalline Solids. 2023. V. 617. P. 122497.
19. McMillan P., Piriou B. Raman-spectroscopic studies of silicate and related glass structure – a review // Bull. Mineral. 1983. V. 106. P. 57 – 75.
20. Manara D., Grandjean A., Neuville D. R. Advances in understanding the structure of borosilicate glasses: A Raman spectroscopy study // American Mineralogist. 2009. V. 94, No. 5–6. P. 777 – 784.
21. Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. Требования безопасности: НП-019–15. Введ. 2015-25-06. М.: Ростехнадзор России, 2015. 22 с.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
500
DOI: 10.14489/glc.2024.08.pp.011-019
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку