Специалисты Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) уточнили допустимую вариацию химического состава натрий-алюмо-железо-фосфатного (NAFP) стекла для надежной иммобилизации железосодержащих радиоактивных отходов. Ученые установили, как изменение содержания основных структурообразующих компонентов влияет на состав и гидротермальную устойчивость стекла.
В настоящее время алюмофосфатное стекло является единственным промышленно применяемым в России материалом для иммобилизации высокоактивных отходов. При этом состав получаемого стекла может меняться в процессе переработки отходов, содержащих высокое количество железа. Поэтому актуальной задачей является определение диапазона допустимого изменения состава NAFP стекла, в котором образцы будут обладать высокой устойчивостью к выщелачиванию при повышенных температурах. Это важно, потому что температура остеклованных радиоактивных отходов, содержащих тепловыделяющие радионуклиды, в пунктах глубинного захоронения через 100 лет с начала заполнения будет составлять около 90–95 °C.
Авторы исследования определили фазовый состав, структуру и гидротермальную устойчивость полученных закаленных образцов NAFP стекла. Ученые подтвердили однородность и аморфность стекла, что важно для сохранения свойств матрицы в долгосрочной перспективе. Исключение составили образцы с пониженным содержанием Na₂O и повышенным содержанием (Al₂O₃ + Fe₂O₃), в которых наблюдалась кристаллизация.
