Email this article Stone-cast matrix based on alloy of basalt and metal oxides. Part II. Basalt–ZrO2 system
- Authors: Martynov K.V.1, Kulemin V.V.1, Krasavina E.P.1, Rumer I.A.1, Kostikova G.V.1, Kulyukhin S.A.1
-
Affiliations:
- Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 66, No 1 (2024)
- Pages: 24-28
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0033-8311/article/view/263933
- DOI: https://doi.org/10.31857//S0033831124010042
- ID: 263933
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Phase formation in stone-cast matrices (SCMs) obtained as a result of the interaction of molten basalt with ZrO2 at 1623 K for 5 h on air was studied. Basalt melted under the above conditions contains two spinels (relict and newly formed), clinopyroxene of the composition Mg0.66Ca0.60Fe0.26Ti0.05Al0.66Si1.80O6, and glass as the main phases. When basalt is fused with ZrO2, taken in a mass ratio of 1 : 1, SCMs containing zircon (ZrSiO4), glass, and baddeleyite (ZrO2) as the main phases are formed. Zirconium is concentrated mainly in two phases, zircon and baddeleyite. The rate of Zr leaching from the synthesized SCMs into H2O after 28 days is ~1.0 × 10–9 g/(cm2 day).
Keywords
About the authors
K. V. Martynov
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences
Email: mark0s@mail.ru
Russian Federation, Leninskii pr., 31, kopr. 4, Moscow, 119071
V. V. Kulemin
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences
Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Leninskii pr., 31, kopr. 4, Moscow, 119071
E. P. Krasavina
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences
Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, 119071, Москва, Ленинский пр., д. 31, корп. 4
I. A. Rumer
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences
Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Leninskii pr., 31, kopr. 4, Moscow, 119071
G. V. Kostikova
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences
Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Leninskii pr., 31, kopr. 4, Moscow, 119071
S. A. Kulyukhin
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Leninskii pr., 31, kopr. 4, Moscow, 119071
References
- Сафонов Д.В. Структурно-фазовое состояние оболочечных материалов в условиях экс-плуатации, сухого хранения, а также проектной аварии: Дис. … к. т. н. М.: Курчатовский ин-т, 2021. 150 с.
- Desquines J., Drouan D., Guilbert S., Lacote P. // J. Nucl. Mater. 2016. Vol. 469. P. 20–31. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.11.008
- State-of-the-Art Report on Light Water Reactor Accident-Tolerant Fuels: OECD/NEA Report N 7317. 2018. 372 p.
- Блинова И.Е., Соколова И.Д. // Атом. техника за рубежом. 2021. № 4. С. 3–21.
- Moto S. // J. Nucl. Mater. 1986. Vol. 140. № 1. P. 19–27.
- Неволин Ю.М. Газофазная окислительная конверсия оксидного, нитридного и карбидно-го отработавшего ядерного топлива: Дис. … к. х. н. М.: МГУ, 2020. 193 с.
- Hong S.-M., Jang H., Noh S., Kang H.W., Cho Y.-Z. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2021. Vol. 330. P. 695–705. https://doi.org/10.1007/s10967-021-07972-w
- Advances in Nuclear Fuel Chemistry / Ed. M.H.A. Piro. Duxford: Woodhead, 2020. 672 p.
- State-of-the-Art Report on the Progress of Nuclear Fuel Cycle Chemistry: OECD/NEA Report N 7267. 2018. 304 p.
- Металиди М.М., Шаповалов С.В., Исмаилов Р.В., Скриплёв М.И., Безносюк В.И., Фёдоров Ю.С. // Радиохимия. 2015. Т. 57. № 1. С. 86–89.
- Ермолин В.С., Логунов М.В., Ворошилов Ю.А., Конников А.В., Лукин С.А. // Вопр. радиац. безопасности. 2021. № 4. С. 21–33.
- Matsui T., Yamada T., Ikai Y., Naito K. // J. Nucl. Mater. 1993. Vol. 199. N 2. P. 143–148.
- Rama Rao G.A., Venugopal V., Sood D.D. // J. Nucl. Mater. 1994. Vol. 209. N 2. P. 161–168.
- Карелин В.А., Страшко А.Н. Технология переработки облученного ядерного топлива. Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2018. 89 c.
- Юдинцев С.В. // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 5. С. 403–430. https://doi.org/10.31857/S0033831121050014
- Materials for Nuclear Waste Immobilization / Eds. M.I. Ojovan, N.C. Hyatt. Basel: MDPI, 2019. 220 p.
- Стефановский С.В., Юдинцев С.В. // Успехи химии. 2016. Т. 85. № 9. С. 962–994.
- Крапухин В.Б., Кулемин В.В., Красавина Е.П., Лавриков В.А., Кулюхин С.А., Велешко И.Е., Велешко А.Н. // Экологические системы и приборы. 2014. № 1. С. 4–11.
- Ершов Б.Г., Минаев А.А., Попов И.Б., Юрик Т.К., Кузнецов Д.Г., Иванов В.В., Ровный С.И., Гужавин В.И. // Вопр. радиац. безопасности. 2005. № 1. С. 13–22.
- Кузнецов Д.Г., Иванов В.В., Попов И.Б., Ершов Б.Г. // Радиохимия. 2012. Т. 54. № 2. С. 193–197.
- Matyunin Yu.I., Alexeev O.A., Ananina T.N. // GLOBAL 2001 Int. Conf. on Back End of the Fuel Cycle: From Research to Solutions. Paris, 2001. CD-ROM.
- Патент РФ № 2432631. 2010.
- Martynov K.V., Kulemin V.V., Gorbacheva M.P., Kulyukhin S.A. // Ann. Nucl. Energy. 2021. Vol. 163. Article 108555. https://doi.org/10.1016/j.anucene.2021.108555
- Kulemin V.V., Martynov K.V., Krasavina E.P., Rumer I.A., Kulyukhin S.A. // Radiochemistry. 2022. Vol. 64. N 2. P. 157–162. https://doi.org/10.1134/S1066362222020060
- ГОСТ Р 52126–2003: Отходы радиоактивные. Определение химической устойчивости отвержденных высокоактивных отходов методом длительного выщелачивания. М.: Гос-стандарт России, 2003. 8 с.
- Бураков Б.Е., Андерсон Е.Б., Заморянская М.В., Гарбузов В.М., Кицай А.А., Цирлин В.А., Алексеев А.Ю. // Тр. Радиевого ин-та им. В.Г. Хлопина. 2006. Т. ХI. С. 65–104.
