模拟高放硼硅酸盐玻璃固化体的浸出行为

作者：文焱立; 刘春雨; 林鹏; 刘夏杰; 张蒙; 许章炼^*

来源：硅酸盐学报, 2023, 51(08): 1987-1999.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20220854

• 硼硅酸盐玻璃
• 静态浸出
• 浸出行为
• 蚀变层
• 浸出机理

基于R7T7硼硅酸盐玻璃配方，采用挂片静态浸泡法评价了不同包容量的R7T7硼硅酸盐玻璃固化体在不同温度和2种浸泡剂(去离子水和北山模拟地下水)浸蚀长达365 d的浸出行为。同时，用X射线衍射仪，扫描电子显微镜-X射线能谱仪和电感耦合等离子体质谱仪等手段分析了蚀变层物相、形貌及成分随浸出时间的变化情况。结果表明：包容率超过20%时玻璃开始出现异相，均匀性变差，其成分主要为富钼物质和贵金属。其后的浸出实验中发现玻璃的质量损失率与浸出温度成正相关。在初始浸出阶段，各个温度下Na,Si和B3种元素在去离子水比模拟北山地下水的浸出率高，而平衡后三者在2种浸出剂中的浸出率相当。玻璃固化体表面在浸泡365 d后有多种结晶相生成，主要呈球状，花状和棱状和蜂窝状形貌，主要由Mg–Si–O和Si–Nd–Gd–O等成分组成。玻璃固化体的浸出过程由离子扩散机制和玻璃固化体网络溶解机制共同控制。这些研究结果可为中国未来高放玻璃固化体在地质处置过程的安全评价提供数据支撑。

• 单位
  西安交通大学; 中广核研究院有限公司