一种微晶玻璃固化放射性元素铯的方法

技术领域

本发明涉及放射性元素处理领域，具体涉及一种微晶玻璃固化放射性元素铯的方法。

技术背景

2011年日本福岛核电站泄漏，导致大量放射性核素Cs泄漏，污染了周边大量的土壤，使其对动植物及人类的生命健康产生危害，具有长期的健康危害。铯的几种放射性同位素在铀裂变过程中产生，在乏燃料排放后仍有三种:

从环境中去除这种放射性核素仍然是清理工作的重点，主要途径是通过无机离子交换材料去除。使用后，这些低密度材料被归类为高放射性废物，目前被储存在现场。对放射性核废物，目前世界各国对其进行处理比较一致的意见是：先将放射性废物进行固化处理，然后将固化体包装后进行深层永久地质处置。传统的固化体为玻璃固化体，但玻璃始终处于热力学的亚稳态，具有自发析出不可控晶体的趋势，在地质处置过程中，长期受到辐射、较高温度、潮湿等环境影响下会严重影响玻璃网络结构的致密性和稳定性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的以上缺陷，提供了一种微晶玻璃固化放射性元素铯的方法，从而为放射性核元素铯的固化处理提供一种新的有效的固化基材。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种微晶玻璃固化放射性元素铯的方法，包括如下步骤：

（1）将硝酸铯（Cs(NO)

（2）在步骤1得到的铯溶液中加入醋酸钡(Ba(O

醋酸钡(Ba(O

（3）以质量百分数计，采用干燥后的分析纯SiO

上述分析纯玻璃组分比例制得的玻璃固化体固化Cs的效果较好，首先含铯前驱体粉末将Cs固化在碱硬锰矿相晶体中，外层再利用上述玻璃对碱硬锰矿相晶体进行包裹，起到二次保护的作用。

（4）将步骤2得到的含铯前驱体粉末和步骤3得到的玻璃粉末按照质量比例1:5-8混合均匀后在1000-1200℃的温度下熔融5-8小时，然后成型、冷却即制得碱硬锰矿基微晶玻璃。

1.本发明的制备方法工艺简单，熔融温度低，生产过程容易控制；

2.将放射性铯元素固化在碱硬锰矿晶体中，碱硬锰矿晶体被玻璃包裹住，对铯元素提供二次保护，防止其渗出；

3.制备的碱硬锰矿基微晶玻璃可用于固化放射性元素铯，用于高放废物的固化处理，化学稳定性好，固化效果明显，抗浸出率高，显示出极好的应用前景。

附图说明

图1碱硬锰矿和碱硬锰矿微晶玻璃材料化学稳定性对比。

实施方式

一种处理放射性铯污染土壤用微晶玻璃的制备方法，具体实施步骤如下：

实施例

1.将20g硝酸铯（Cs(NO)

2.铯溶液中加入醋酸钡(Ba(O

3.将干燥后的分析纯SiO

4.将含铯前驱体粉末5g和玻璃粉末30g混合均匀后在1100℃的温度下熔融5小时，然后成型、冷却即制得铯榴石基微晶玻璃。

实施例

1.将25g硝酸铯（Cs(NO)

2.铯溶液中加入醋酸钡(Ba(O

3.将干燥后的分析纯SiO

4.将含铯前驱体粉末5g和玻璃粉末40g混合均匀后在1100℃的温度下熔融8小时，然后成型、冷却即制得铯榴石基微晶玻璃。

附图1为碱硬锰矿晶体固化Cs和本发明实施例固化体固化Cs的浸出率实验对比图，从图中可以看出，本发明在经过浸出实验后，浸出的Cs元素含量更少，即Cs元素从本发明固化体中泄露到环境中的含量更少，化学稳定性更优。