БРИТОЛИТЫ КАК ПРИРОДНЫЕ АНАЛОГИ МАТРИЦ АКТИНИДОВ: УСТОЙЧИВОСТЬ К РАДИАЦИОННЫМ РАЗРУШЕНИЯМ

Abstract

При раскристаллизации боросиликатных стекол, используемых в настоящее время для отверждения жидких высокоактивных отходов (ВАО), образуются силикаты с апатитовой структурой, содержащие в своем составе значительные количества актинидов и редких земель. От устойчивости таких соединений зависит надежность фиксации в них радионуклидов. Со временем в результате процессов радиоактивного распада кристаллические фазы актинидов аморфизуются, что ведет к увеличению их растворимости в водных растворах. Одним из способов оценки радиационной прочности соединений является изучение их природных аналогов, содержащих радиоактивные элементы. Природные аналоги искусственных силикатов редких земель и актинидов с апатитовой структурой - это минералы группы бритолита. Исследованы семь бритолитов разного возраста и с разным содержанием ThO2 + UO2. Выделены стадии частичного и полного разрушения структуры образцов под действием радиоактивного распада. Радиационная прочность природных бритолитов выше, чем их синтетических аналогов. В результате прокаливания метамиктных образцов произошло восстановление исходной структуры апатитового типа без образования каких-либо других фаз. Увеличение времени нагрева с 1 до 5 ч привело к снижению температуры восстановления структуры минералов на 200°С (до 550-600°С). Температурные условия подземного хранилища и намного большее время нахождения в них матриц ВАО будут препятствовать аморфизации кристаллических матриц со структурой апатита, что обеспечит сохранение ими прочностных свойств.