N 003 Chemija / Chemistry
dr. Rūta Druteikienė ✉
EN - Influence of organic matter on accumulation of radionuclides in hydrated cement under extremely alkaline conditions
Solidification of low and intermediate-level radioactive waste with cementitious materials is one of the most frequently applied techniques before to near-surface or underground disposal. Radionuclide interactions with cement-based barrier materials are of great interest to the assessment of the long-term safety of radioactive waste repositories.
A large pH gradient, the redox potential, the electrolyte composition, and the ionic strength, specific to a cementitious backfill are the factors influencing radionuclide retention or transport from the disposal facility. The cement matrix of radioactive waste packages, depending on the type of waste, may contain various organic compounds: some of them are polymeric additives as plasticizers, and others are hydrolysed and radio-oxidized polymers formed during the operation of nuclear fuel cycle facilities. It is known that hyper alkaline conditions in the cementitious medium can cause ageing and degradation of polymeric additives with the production of new organics with new chemical properties. Organic ligands resulting from the degradation of organic materials in storage or present as cement additives can affect the retardation of radionuclides by forming new complexes in the solution.
Further research is required to enhance understanding of the role of organics (either naturally occurring or as introduced in the wastes) and their influence on radionuclide migration.
Studies may include: the nature of the organic molecules generated by the organic waste or admixture degradation; their stability with time; their effects on radionuclide migration (speciation, solubility, retention, diffusion as a complex organic/radionuclide); the effect of cocktail of organic molecules; the nature and release rate of organic compounds resulting from polymers radiolysis and hydrolysis, and implementation in a reactive transfer model.
LT - Organinių medžiagų poveikis radionuklidų kaupimuisi hidratuotame cemente esant hiperšarminėms sąlygoms
Mažo ir vidutinio aktyvumo radioaktyviųjų atliekų kietinimas cementinėmis medžiagomis yra vienas iš dažniausiai taikomų metodų prieš patalpinant jas į paviršines arba gilumines saugyklas. Radionuklidų sąveika su cemento pagrindo barjerinėmis medžiagomis yra labai svarbi vertinant radioaktyviųjų atliekų kapinynų ilgalaikę saugą.
Didelis pH gradientas, redokso potencialas, elektrolitų sudėtis ir jonų stipris, būdingi cemento aplinkai, yra veiksniai, įtakojantys radionuklidų sulaikymą arba pernešimą iš saugyklos. Radioaktyviųjų atliekų pakuočių cemento matricoje, priklausomai nuo atliekų rūšies, gali būti įvairių organinių junginių: vieni jų yra polimeriniai cemento priedai (plastifikatoriai), kiti – hidrolizuoti ir dėl radiolizės oksiduoti polimerai, susidarę eksploatuojant branduolinio kuro ciklo įrenginius. Šarminėje cemento terpėje vyksta polimerinių priedų senėjimas ir degradacija sąlygojantys naujų organinių ligandų su naujomis cheminėmis savybėmis susidarymą. Organiniai ligandai, atsirandantys dėl organinių medžiagų irimo gali turėti įtakos radionuklidų sulaikymui matricoje. Tyrimo tikslai: atlikti tolesnius tyrimus, kad būtų galima geriau suprasti organinių medžiagų (gamtoje esančių arba į atliekas patenkančių) vaidmenį ir jų įtaką radionuklidų migracijai. Tyrimai gali apimti: