Отправить статью по E-mail 
Диффузия элементов РАО из подземной воды и выщелатов фосфатных матриц в поровом растворе глинистых материалов
- Авторы: Мартынов К.В.1, Захарова Е.В.1
-
Учреждения:
- Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
- Выпуск: Том 66, № 2 (2024)
- Страницы: 191-204
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0033-8311/article/view/263865
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0033831124020116
- ID: 263865
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Методом сквозной диффузии при комнатной температуре была изучена миграция имитаторов элементов РАО (P, Se, Br, Mo, Cs, U) в уплотненных образцах глинистых материалов различного минерального состава при поровой диффузии из модельных растворов: подземной воды и выщелата фосфатной матрицы с суммарным содержанием солей до 500 мг/л. По результатам экспериментов были определены эффективные коэффициенты диффузии и коэффициенты сорбционного распределения элементов в барьерных материалах. Предложены численные модели для описания диффузионного переноса селена, цезия и урана в зависимости от пористости, минерального состава материалов и концентрации элементов в поровом растворе. Выявлены закономерности диффузии элементов из разных по солевому составу растворов.
Полный текст
Об авторах
К. В. Мартынов
Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: mark0s@mail.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский пр., д. 31, корп. 4
Е. В. Захарова
Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Email: mark0s@mail.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский пр., д. 31, корп. 4
Список литературы
- Sellin P., Leupin O.X. // Clays Clay Miner. 2013. Vol. 61. N 6. P. 477.
- Wang C., Myshkin V.F., Khan V.A., Panamareva A.N. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2022. Vol. 331. P. 3401.
- Мартынов К.В., Захарова Е.В. // Тр. Всерос. ежегод. семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (Москва, 2022) / Отв. ред. О.А. Луканин. М: ГЕОХИ РАН, 2022. С 379.
- Мартынов К.В., Коневник Ю.В., Захарова Е.В. // Радиохимия. 2023. Т. 65. № 4. С. 364.
- Ильина О.А., Крупская В.В., Винокуров С.Е., Калмыков С.Н. // Радиоактивные отходы. 2019. № 4(9). С. 71.
- Абрамов А.А., Большов Л.А., Дорофеев А.Н., Игин И.М., Казаков К.С., Красильников В.Я., Линге И.И., Трохов Н.Н., Уткин С.С. // Радиоактивные отходы. 2020. № 1 (10). С. 9.
- Вашман А.А., Демин А.В., Крылова Н.В., Кушников В.В., Матюнин Ю.И., Полуэктов П.П., Поляков А.С., Тетерин Э.Г. Фосфатные стекла с радиоактивными отходами / Под ред. А.А. Вашмана, А.С. Полякова. М.: ЦНИИатоминформ, 1997. 172 с.
- Кочкин Б.Т., Мальковский В. И., Юдинцев С.В. Научные основы оценки безопасности геологической изоляции долгоживущих радиоактивных отходов (Енисейский проект). М.: ИГЕМ РАН, 2017. 384 с.
- Мартынов К.В., Захарова Е.В., Кулюхин С.А. // Радиоактивные отходы. 2022. № 2 (19). С. 68.
- Мартынов К.В., Захарова Е.В. // Радиоактивные отходы. 2023. № 2 (23). С. 63.
- Garcia-Gutierrez M., Cormenzana J.L., Missana T., Mingarro M., Molinero J. // J. Iber. Geol. 2006. Vol. 32. N 1. P. 37.
- Martynov K.V., Konstantinova L.I., Konevnik Yu.V., Proshin I.M., Zakharova E.V. // Exp. Geosci. 2014. Vol. 20. N 1. P. 94.
- Muurinen A., Pemtilä-Hiltunen P., Uusheimo K. // MRS Online Proc. Library. 1988. Vol. 127. P. 743.
- Muurinen A., Ollila K., Lehikoinen J. // MRS Online Proc. Library. 1992. Vol. 294. P. 409.
- Kozaki T., Sato Y., Nakajima M., Kato H., Sato S., Ohashi H. // J. Nucl. Mater. 1999. Vol. 270. P. 265.
- Joseph C., Van Loon L.R., Jakob A., Steudtner R., Schmeide K., Sachs S., Bernhard G. // Geochim. Cosmochim. Acta. 2013. Vol. 109. P. 74.
- Tachi Y., Yotsuji K. // Geochim. Cosmochim. Acta. 2014. Vol. 132. P. 75.
- Wang Z., Wang H., Li O., Xu M., Guo Y., Li J., Wu T. // Appl. Geochem. 2016. Vol. 73. P. 1.
- Wu T., Wang Z., Wang H., Zhang Z., Van Loon L.R. // Appl. Clay Sci. 2017. Vol. 141. P. 104.
- Wang Z., Wu T., Ren P., Hua R., Wu H., Xu M., Tong Y. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2019. Vol. 322. P. 801.
- Kong J., Lee C.-P., Sun Y., Hua R., Liu W., Wang Z., Li Y., Wang Y. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2021. Vol. 328. P. 717.
- Fukatsu Y., Yotsuji K., Ohkubo T., Tachi Y. // Appl. Clay Sci. 2021. Vol. 211. Art. 106176.
- Wu T., Geng Z., Feng Z., Pan G., Shen Q. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2022. Vol. 331. N 4. P. 2311.
- Zhu C.-M., Ye W.-M., Chen Y.-G., Chen B., Cui Y.-J. // Eng. Geol. 2013. Vol. 166. P. 74–80.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Типы кривых выхода для сквозной диффузии, по данным работы [4]: 1 – для несорбирующегося радионуклида, 2 – для сорбирующегося радионуклида, 3 – с осаждением из порового раствора для несорбирующегося радионуклида, 4 – с осаждением из порового раствора для сорбирующегося радионуклида.
Скачать (86KB)
3.
Рис. 2. Сквозная диффузия Cs через образец милонита ТЗ (ρт = 1.96 г/см3, L = 3.5 мм) из модельного раствора МПВИ-6: (а) – изменение концентрации Cs в камере-источнике, (б) – суммарная масса Cs в источнике и приемнике, (в) – изменение усредненного значения разницы концентраций Cs в источнике и приемнике, (г) – удельный суммарный выход массы Cs в приемник; DeCs = 7.72 × 10–8 см2/с, KdCs = 26 см3/г.
Скачать (202KB)
4.
Рис. 3. Стационарные участки кривых выхода элементов при диффузии из модельных растворов через уплотненные образцы глинистых материалов: (а) – Cs/МПВИ, (б) – Cs/МВ, (в) – U/МПВИ, (г) – U/МВ, (д) – Se/МПВИ, (е) – Se/МВ.
Скачать (531KB)
5.
Рис. 4. Стационарные участки кривых выхода трития (НТО) по данным работы [4] и имитаторов элементов РАО через уплотненные образцы глинистых материалов при диффузии из модельной подземной воды (МПВИ): (а) – КБ, (б) – ТБ, (в) – ТЗ, (г) – ХБ, (д) – КВ.
Скачать (526KB)
6.
Рис. 5. Стационарные участки кривых выхода имитаторов элементов РАО через уплотненные образцы глинистых материалов при диффузии из модельных выщелатов фосфатного стекла (МВ): (а) – КБ, (б) – ТЗ, () – ХБ.
Скачать (348KB)
7.
Рис. 6. Экспериментальные данные по зависимости эффективных коэффициентов диффузии селена, цезия и урана от плотности скелета глинистых материалов: эта работа и [4] – разные глины (табл. 3); [11] – бентонит FEBEX (Испания): 93% Ca-смектита; [13, 14, 21] – бентонит MX-80 (США): 88.6% Na-смектита; [15] – Kunipia-F: обогащенный 95% Na-монтмориллонит из бентонита Kunigel-V1 (Япония); [16] – глины Opalinus Clay (Швейцария); [17] – Kunipia-P: обогащенный 99.9% Na-монтмориллонит из бентонита Kunigel-V1 (Япония); [18, 19, 20, 23] – бентонит GMZ (Китай): 75.4% Na-Ca-монтмориллонита; [22] – Сa-монтмориллонит (95%), полученный из Kunipia-F.
Скачать (153KB)
8.
Рис. 7. Зависимости эффективного коэффициента поровой диффузии цезия, урана и селена из модельных растворов МПВИ и МВ от общего фактора диффузии для уплотненных глинистых материалов: (а) – Cs/МПВИ, (б) – Cs/МВ, (в) – U/МПВИ, (г) – U/МВ, (д) – Se/МПВИ, (е) – Se/МВ.
Скачать (404KB)
