Спікання кубічного оксиду цирконію — матриці для іммобілізації високоактивних відходів

Анотація

Досліджено спікання компактів з нанорозмірного порошку кубічного оксиду цирконію, що містить 10 % мас. оксиду ітрію (стабілізатор) та 15 % мас. оксиду європію (імітатор актиноїду америцію). Керамічну матрицю для іммобілізації актиноїдів з кубічного оксиду цирконію з відносною густиною 95,4 %, із зернами розміром 4-6 мкм і порами трьох інтервалів розмірів (0,85-1,1 мкм, 0,4-0,6 мкм і 0,2-0,3 мкм) отримано при оптимальній температурі 1400 °С впродовж 1 год. Спікання відбувається інтенсивно в інтервалі температур 900-1200 °С і менш активно — при 1200-1400 °С з енергіями активацій спікання 40,1 ±2,1 кДж/моль і 7,1 ±2,1 кДж/моль відповідно. У керамічному матеріалі спостерігається помірне (700-900 °С) й інтенсивне (900-1400 °С) зростання зерен з енергіями активацій 12,8 ±5,1 кДж/моль і 191 ± 10 кДж/моль відповідно.

ARTICLE PDF

Посилання

1. Restani R., Martin М., Kivel N., Gavillet D. Analytical investigation of irradiared inert matrix fuel // J. Nucl. Mat. — 2009. — Vol. 385. — P. 435-442.

2. Degueldre C. Zirconia inert matrix for plutonium utilization and minor actinides disposition in reactor // J. Alloys and Comp. — 2007. — Vol. 445. — P. 36-41.

3. Gibb P. G. P, Taylor K. J., Burakov В. E. The ‘granit encapsulation’ rout to the safe disposal of Pu and other actinides // J. Nucl. Mat. — 2008. — Vol. 374. — P. 364-369.

4. Tridandapani R. R., Polgar C. E, Polz D. C. at all. Microwave sintering of 8 mol% yttria - zirconia (8YZ): An inert matrix materials for nuclear fuel applications // J. Nucl. Mat. — 2009. — Vol. 284. — P. 153-157.

5. Ажажа В. M, Белоус В. А., Габелков С. В., Неклюдов И. М. и др. Ядерная энергетика. Обращение с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами. — К.: Наук. думка, 2006. —253 с.

6. Громов Б. В., Савельев В. И., Шевченко И. Б. Химическая технология облученного ядерного топлива. — М:. Энергоатомиздат, 1983. — 352 с.

7. Габелков С. В., Тарасов Р. В., Полтавцев Н. С. и др. Эволюция фазового состава при термической обработке соосажденных гидроксидов циркония, иттрия и европия // Ядерна та радіацшна безпека. — 2009. —№ 2. — С. 39-43.

8. Уманский Я. С., Скаков Ю. А, Иванов А. Н., Расторгуев Л. Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. — М.: Металлургия, 1982. — 632 с.

9. Габелков С. В., Тарасов Р. В., Полтавцев Н. С. и др. Спекание тетрагонального оксида циркония // Вестник НТУ ХПИ, тем. вып. Химия, химическая технология и экология. — 2008. — № 39. — С. 136-144.

10. Matsui K, Yoshida H., Ikuhara Y. Grain-boundary structure and microstructure development mechanism in 2-8 mol% yttria-stabilized zirconia polycrystals // Acta Materialia. — 2008. — 56. — C. 1315-1325.

11. Mazaheri M., Zahedi A. M., Hejazi M. M. Processing of nanocrystalline 8 mol% yttria-stabilized zirconia by conventional, microwave and two-step sintering // Mat. Sci. & Engin. A. — 2008. — 492. — P. 261-267.