Отправить статью по E-mail Моделирование выщелачивания алюмофосфатного стекла в присутствии бентонита
- Авторы: Болдырев К.А.1
-
Учреждения:
- Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН
- Выпуск: № 1 (2024)
- Страницы: 23-32
- Раздел: МОДЕЛИ В ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ И ГИДРОГЕОЛОГИИ
- URL: https://journals.rcsi.science/0869-7809/article/view/260037
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0869780924010031
- EDN: https://elibrary.ru/GOFEVI
- ID: 260037
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
В статье представлена модель выщелачивания алюмофосфатного стекла — аналога стекломатрицы РАО, в статическом режиме в присутствии бентонита. Параметризация модели основана на экспериментальных данных. Модель учитывает кинетику выщелачивания стекломатрицы и трансформации минеральных фаз бентонита, также производится учет сорбционных процессов и ингибирование выщелачивания образующимися вторичными минеральными фазами. Модель демонстрирует малую трансформацию глинистых фаз, формирование вторичных фосфатных фаз и гиббсита. Моделирование проводилось в расчетном коде PhreeqC.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
К. А. Болдырев
Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: kaboldyrev@ibrae.ac.ru
Россия, ул. Большая Тульская, 52, Москва, 115191
Список литературы
- Абрамов А. А., Дорофеев А. Н. Современное состояние и перспективы развития системы обращения с РАО в Российской Федерации // Радиоактивные отходы. 2017. № 1. С. 10–21.
- Болдырев К. А., Крючков Д. В, Мартынов К. В. и др. Разработка расчетных методов оценки миграции радионуклидов за пределы ИББ с учетом их эволюции. Препринт ИБРАЭ № IBRAE-2017–11. М.: ИБРАЭ РАН, 2017. 23 с.
- Крючков Д. В., Болдырев К. А. Принципы комплексного учета процессов эволюции инженерных барьеров безопасности при оценке распространения радионуклидов за пределы объекта // Радиоактивные отходы. 2019. № 4 (9). С. 106–115.
- Ожован М. И., Полуэктов П. П. Применение стекол при иммобилизации радиоактивных отходов // Природа. 2010. № 3. С. 3–11.
- Соболев Д. А. Расчет значений предельной растворимости твердых минеральных фаз ряда радионуклидов для прогноза выхода радионуклидов из матриц разного состава // Сб. трудов XXI научной школы молодых ученых ИБРАЭ РАН. М.: ИБРАЭ, 2022. С. 88–91.
- Aagaard P., Helgeson H. C. Thermodynamic and kinetic constraints on reaction rates among minerals and aqueous solutions. I. Theoretical considerations // American Journal of Science. 1982. V. 282 P. 237–285. https://doi.org/ 10.2475/AJS.282.3.237
- Bacon D. H., Ojovan M. I., McGrail P. et al. Vitrified waste corrosion rates from field experiment and reactive transport modeling // Proc. of ICEM'03: The 9th Int. Conf. on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management, September 21–25, 2003, Examination Schools, Oxford, England. https://doi.org/ 10.1115/ICEM2003-4509
- Boldyrev, K. A., Martynov, K. V., Kryuchkov, D. V. et al. Numerical Modeling of Leaching of Aluminophosphate Glass in the Batch Mode in the Presence of Bentonite // Radiochemistry. 2019. V. 61. № 5. P. 612–618. https://doi.org/10.1134/S1066362219050151.
- Bunker, B. C. Molecular mechanisms for corrosion of silica and silicate glasses // Journal of Non-Crystalline Solids. 1994. V. 179. P. 300–308.
- Donald I. W., Metcalfe B. L., Taylor R. N. J. The immobilization of high level radioactive wastes using ceramics and glasses // Journal of materials science. 1997. V. 32. № 22. P. 5851–5887.
- Godon N., Gin S., Minet Y., Grambow B. et al. Reference report on the state of the art of glass properties and glass alteration during long term storage and under disposal conditions’. Deliverable 1.1.1 of RTD component 1, Part I. NF-PRO project with the European commission (Contract Number: FI6W-CT-2003-02389), 2005, 244 pages.
- Long-term performance of permeable reactive barriers. K. E. Roehl, T. Meggyes, F. G. Simon, D. I. Stewart (eds.). Gulf Professional Publishing, 2005. 244 pages.
- Marty N. C. M. et al. A database of dissolution and precipitation rates for clay-rocks minerals // Applied Geochemistry. 2015. V. 55. P. 108–118.
- Morozov I. et al. Bentonite–Concrete Interactions in Engineered Barrier Systems during the Isolation of Radioactive Waste Based on the Results of Short-Term Laboratory Experiments // Applied Sciences. 2022. V. 12. № 6. P. 3074.
- Parkhurst D. L. et al. User's guide to PHREEQC (Version 2): A computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. Water-Resources Investigations Report 99–4259. 1999. https://doi.org/10.3133/wri994259
- PNNL-13369. Waste Form Release Calculations for the 2001 Immobilized Low-Activity Waste Performance Assessment. 2001.
- PNNL-19736. Integrated Disposal Facility FY2010 Glass Testing Summary Report. September 2010.
- Poluektov P. P. et al. Modelling aqueous corrosion of nuclear waste phosphate glass // Journal of Nuclear Materials. 2017. V. 484. P. 357–366.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Схема формирования интегральной модели прохождения поллютанта сквозь каскад эволюционирующих барьеров безопасности.
Скачать (154KB)
3.
Рис. 2. Учет в модели протекающих процессов.
Скачать (582KB)
4.
Рис. 3. Результаты сравнения модельных и экспериментальных данных по моделированию трансформации фаз бентонита месторождения 10-й Хутор в щелочных условиях.
Скачать (513KB)
5.
Рис. 4. Результаты сравнения модельных и экспериментальных данных по выщелачиванию NAP-стекла. а – для Na и Р; б – для Si; в – для Ca, Mg.
Скачать (288KB)
6.
Рис. 5. Результаты моделирования содержания фаз при выщелачивании: а— фаз бентонита в мас. %; б— содержание в системе вторичных фаз.
Скачать (395KB)
