编号：CYYJ04819
篇名： 硼硅酸盐玻璃固化中锆的溶解性能
作者： 李玉松1；朱冬冬1；王长福2；张生栋1；鲜亮1；贺诚1；王泽学1；谭盛恒1
关键词： 高放废物; 玻璃固化; 锆; 溶解;
机构：1.中国原子能科学研究院放射化学研究所2.东华理工大学核科学与工程学院
摘要： 锆是高放废液中的关键裂变产物之一，其在硼硅酸盐玻璃中的溶解性能直接影响固化体的包容量与长期稳定性。通过调控玻璃固化体模拟废物含量及ZrO2添加量，结合电子扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射分析（XRD）表征技术，研究了ZrO2替代模拟废物（包容性能）和与模拟废物同步添加（共溶性能）两种条件下的溶解规律及其溶解阈值。结果表明：包容性能方面，玻璃固化体的废物包容量为18%和20%（质量分数，下同）时，ZrO2溶解阈值（质量分数）为6%～8%，玻璃固化体的废物包容量为22%时其溶解阈值降至4%～6%；共溶性能方面，玻璃固化体中模拟废物含量（质量分数）在18%～22%范围内时，ZrO2溶解阈值为4%～6%。玻璃固化体中ZrO2含量超出溶解阈值时，会发生明显的相分离，析出ZrSiO4与ZrO2晶相，玻璃固化体由均匀态转变为非均匀态。本研究明确了不同废物包容量下ZrO2的溶解规律及阈值，为提高ZrO2含量及固化体的配方优化提供了关键数据与理论支撑，具有一定的工程应用价值。