掺氧化钆对模拟动力堆高放废液硼硅酸盐玻璃结构和化学稳定性影响研究

高放废液由于其具有高放射性、高腐蚀性、高毒性和高释热率,安全妥善处理高放废液一直是放射性废物管理的重点.为了妥善处理动力堆乏燃料后处理产生的高放废液,本文针对摩尔比为 SiO2∶B2 O3∶Na2 O=1∶0.23∶0.54 型硼硅酸盐基础玻璃,研究其在包容 20%模拟 33 GW·d/tU 乏燃料高放废液基础上添加氧化钆(添加量为 0%、2%、4%、6%、8%和 10%)对于硼硅酸盐玻璃固化体结构和化学稳定性影响.XRD分析显示,玻璃样品都呈现稳定的无定形玻璃态.拉曼和核磁共振分析结果显示,随着氧化钆添加量的增加,玻璃结构中Si—O结合的Q2 和Q3 结构有向低频区移动倾向,以及B—O结合的Q3(B)结构占比呈现先减少后逐步增加,Q4(B)结构占比先增加后逐步减少的趋势.化学稳定性结果显示,随着氧化钆的加入玻璃固化体样品中 Si、B和 Na等元素的浸出量明显减少,玻璃固化体样品的化学稳定性显著提高.