Uranium-containing stone-cast matrices

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This work examines stone-cast matrices (SCM) obtained by fusing basalt with both uranium-containing pearlite grade M150 and U3O8 at a temperature of 1623 K in air for 5 h. As a result of fusing basalt with uranium-free M150 grade pearlite, matrices are obtained containing glass and spinel as the main phases. When basalt and uranium-containing pearlite of grade M150 are fused, SCMs are formed, the main phases of which are two Cr-spinels of different compositions, uranium-containing glass, and dendritic aluminosilicate crystals. When basalt and U3O8 taken in the initial mass ratio of 1:1 are alloyed, SCM is formed, the main phases of which are UO3, CaU3O10, (Al, Cr, Fe)2U2O9, plagioclase, and uranium-containing glass. The rate of uranium leaching from a basalt alloy with uranium-containing pearlite M150 containing ~7.2 wt% U and SCM obtained by fusing basalt with U3O8 and containing ~42.5 wt% U, in H2O after 28 days of contact at 298 K was studied.

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, Leninskii pr., 31, kopr. 4, Moscow, 119071

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

Yu. M. Nevolin

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

  1. 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.
  2. Евсеев В.И., Байрон В.Г., Вагин В.В., Крылов В.С. Двухслойные контейнеры для длительного хранения и захоронения радиоактивных отходов // Сайт «Союз литейщиков Санкт-Петербурга». http://souzlit.pro/58.html (дата посещения: 14.11.2023).
  3. 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.
  4. Matyunin Yu.I., Alexeev O.A., Ananina T.N. // Global 2001 Int. Confer. on Back End of the Fuel Cycle: From Research to Solutions. Paris, 2001. CD-ROM.
  5. Huang X., Shu X., Li L., Chen S., Lu X., Liao B., Xie Y., Chen S., Dong F. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2023. V. 332. P. 105–117. https://doi.org/10.1007/s10967-022-08657-8
  6. Lu X., Chen S., Shu X., Hou Ch., Tan H. // Philos. Mag. Lett. 2018. V. 98. N 4. P. 155–160. https://doi.org/10.1080/09500839.2018.1511068
  7. Li L., Shu X., Tang H., Chen S., Huang W., Wei G., Shao D., Xie Y., Lu X. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2021. V. 328. P. 795–803. https://doi.org/10.1007/s10967-021-07691-2
  8. Tong Q., Huo J., Zhang X., Cui Z., Zhu Y. // Materials. 2021. V. 14. Article 4709. https://doi.org/10.3390/ma14164709
  9. Tong Q., Song Liu S., Huo J., Zhang X., Zhu Y., Zhang A. // J. Non-Cryst. Solids. 2023. Vol. 600. Article 122043. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.122043
  10. He Y., Shu X., Li L., Wen M., Wei G., Lu Y., Xie Y., Dong F., Chen Sh., Zhang K., Lu X. // J. Non-Cryst. Solids. 2023. Vol. 600. Article 122039. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.122039
  11. Кузнецов Д.Г., Иванов В.В., Попов И.Б., Ершов Б.Г. // Радиохимия. 2009. Т. 51. С. 63–66.
  12. 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
  13. 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
  14. Кулюхин С.А., Кулемин В.В., Мартынов К.В., Красавина Е.П., Горбачева М.П., Румер И.А., Крапухин В.Б. // Вопр. радиац. безопасности. 2020. № 4. С. 35–43.
  15. Патент РФ № 2256966. 2003.
  16. Соколов И.П., Шарафутдинов Р.Б. Введение в обеспечение взрывобезопасности объектов ядерного топливного цикла: Труды НТЦ ЯРБ. Ч. 1: Специфика взрывоопасности ОЯТЦ. М.: НТЦ ЯРБ, 2019. 200 с.
  17. Chou Y.-S., Singh B., Chen Y.-S., Yen S.-C. // Nucl. Eng. Technol. 2022. Vol. 54. P. 220–225. https://doi.org/10.1016/j.net.2021.07.021
  18. Praveena N., Jena Hr., Bera S., Kumar R., Jha S. N., Bhattacharyya D. // Prog. Nucl. Energy. 2021. Vol. 131. Article 103579. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2020.103579
  19. ГОСТ Р 52126-2003: Отходы радиоактивные. Определение химической устойчивости отвержденных высокоактивных отходов методом длительного выщелачивания. М.: Госстандарт России, 2003. 8 с.
  20. JCPDS — Int. Centre for Diffraction Data. PDF 01-012-0043, UO3.
  21. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. Требования безопасности» (НП-019-15). Введены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 июня 2015 г. № 242.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences