Институт геологии рудных месторождений, минералогии, петрографии и геохимии РАН

Н. П. Лаверов, академик, вице-президент РАН;

Т. С. Лившиц, ст. науч. сотр.;

С. В. Юдинцев, вед. науч. сотр., член-корр. РАН, e-mail: syud@igem.ru;

Б. И. Омельяненко, вед. науч. сотр.;

Б. С. Никонов, ст. науч. сотр.

В исследованиях принимали участие: С. В. Стефановский, Н. С. Михайленко, А. В. Мохов, А. А. Лизин, А. Н. Лукиных, О. И. Стефановская, С. В. Томилин, Дж. Джанг, Р. Юинг.

В качестве матриц для иммобилизации актинидов и РЗЭ-актинидной фракции предложены искусственные минералы — оксиды со структурой пирохлора и граната. Выбор их составов проводили с учетом корреляции размеров катионов в разных позициях решетки. Среди фаз со структурой пирохлора предпочтительны те, у которых октаэдрические позиции заполнены катионами IV группы Периодической таблицы с радиусами от 0,061 (Ti⁴⁺) до 0,072 нм (Zr⁴⁺). Для этой цели перспективны гранаты, в которых тетраэдрические и, по крайней мере, часть октаэдрических позиций заполнены катионами Fe³⁺. В такие матрицы входит максимальное число элементов актинидной или РЗЭ-актинидной фракций. Устойчивость структуры ферритных гранатов к радиации близка к данным для титанатных пирохлоров, но она ниже, чем у РЗЭ-алюминатных гранатов и станнатных или цирконатных пирохлоров.

Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проект 11-05-12003-офи-м) и Программой № 4 Президиума РАН.

1. Waste forms for the future / W. Lutze, R. Ewing et al. — Amsterdam : Elsevier, 1988. — 778 p.
2. Копырин А. А., Карелин А. И., Карелин В. А. Технология производства и радиохимической переработки ядерного топлива. — М. : Атомэнергоиздат, 2006. — 576 с.
3. Bruno J., Ewing R. C. Spent nuclear fuel // Elements. 2006. Vol. 2, N 6. P. 343–349.
4. Ewing R. C., Weber W. J., Lian J. Nuclear waste disposal — pyrochlore (A₂B₂O₇): nuclear waste form for the immobilization of plutonium and “minor” actinides // Journal of Applied Physics. 2004. Vol. 95, N 11. P. 5949–5971.
5. Лаверов Н. П., Юдинцев С. В., Лившиц Т. С., Стефановский С. В., Лукиных А. Н., Юинг Р. Ч. Искусственные минералы со структурой пирохлора и граната: матрицы для иммобилизации актинидсодержащих отходов // Геохимия. 2010. № 1. С. 3–16.
6. Shoup S. S., Bambergher C. E. Synthesis of titanate-based hosts for immobilization of Pu (III) and Am (III) // Scientific basis for nuclear waste management XX : Materials Research Society Symposium Proceedings. Pittsburgh : MRS, 1997. Vol. 465. P. 379–386.