磷酸钾镁水泥用于高放废液应急固化的研究

1 绪论

1.1核能利用与放射性废物处理处置

1.1.1 核能利用

1.1.2 放射性废物处理处置

1.2高放废液固化的研究现状

1.2.1 高放废液及其来源

1.2.2 高放废液的贮存

1.2.3 高放废液固化研究进展

1.3磷酸镁水泥及其在放射性废物固化中的应用

1.3.1 概述

1.3.2 磷酸镁水泥固化放射性废物研究现状

1.3.3 固化基材的耐辐照性能研究现状

1.4本文研究工作的提出

1.5研究内容与技术路线

2 材料与方法

2.1原材料

①重烧氧化镁

②磷酸二氢钾（KDP）

③缓凝剂

④水

⑤模拟高放废液

⑥pH 调节剂

⑦改性材料

2.2试验过程

2.3试验方法

2.3.1 凝结时间测定

2.3.2 固化体试块体积与密度的测定

2.3.3 化学稳定性测试

2.3.4 静态浸出试验

2.3.5 核素离子浓度测试

2.3.6 物相分析

2.3.7 热稳定性

2.4SRIM模拟

3 磷酸钾镁水泥应急固化高放废液的工艺及其优化

3.1高放废液的pH预调节

3.2试验设计

3.3固化体的化学稳定性

3.4凝结时间

3.4.1 pH值和M/P 值对凝结时间的影响

3.4.2 pH值和M/P 值对凝结时间的交互影响分析

3.5抗压强度

3.5.1 pH值对抗压强度的影响

3.5.2 M/P 值对抗压强度的影响

3.5.3 pH值和M/P 值对抗压强度的交互影响分析

3.6核素固化率

3.6.1 Cs+固化率

3.6.2 Sr2+固化率

3.7本章小结

4 固化体微观结构形成与核素固化效果分析

4.1固化体物相分析

4.2微观形貌

4.2.1 pH值对固化体微观形貌的影响

4.2.2 M/P 值对固化体微观形貌的影响

4.2.3 固化体微观形貌随龄期的变化

4.3高放废液中核素Cs+的在MKPC中的固化

4.3.1 pH值和M/P 值对Cs+固化率的影响

4.3.2 pH值和M/P 值对Cs+浸出率的交互影响分析

4.4高核素Cs、Sr和Ce包容量的MKPC固化体性能研究

4.4.1 包容核素对抗压强度的影响

4.4.2 Cs+、Sr2+和Ce3+对固化体抗压强度的交互影响分析

4.4.3 核素包容对固化体热稳定性的影响

4.4.4 核素包容对固化体静态浸出率的影响

4.5本章小结

5 MKPC 高放废液应急固化体的改性及其热稳定性研究

5.1氧化铁和偏高岭土对固化体常温性能的影响

5.1.1 氧化铁和偏高岭土对固化体抗压强度的影响

5.1.2 氧化铁和偏高岭土对固化体物相组成的影响

5.1.3 氧化铁和偏高岭土对核素浸出率的影响

5.1.4 氧化铁和偏高岭土对固化体微观形貌的影响

5.2氧化铁和偏高岭土对烧结固化体性能的影响

5.2.1 氧化铁和偏高岭土对烧结固化体抗压强度的影响

5.2.2 氧化铁和偏高岭土对烧结固化体物相组成的影响

5.2.3 氧化铁和偏高岭土对烧结固化体热稳定性的影响

5.2.4 氧化铁和偏高岭土对烧结固化体浸出率影响

5.2.5 氧化铁和和偏高岭土对烧结烧结固化体微观形貌的影响

5.3 本章小结

6 磷酸钾镁水泥耐辐照性能的蒙特卡洛模拟

6.1辐照损伤

6.2模拟细节

6.3投影射程与阻止本领

6.3.1 投影射程

6.3.2 阻止本领

6.4能量损失

6.5材料辐照损伤

6.5.1 原子平均离位

6.5.2 辐照损伤

6.6本章小结

7 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B. 学位论文数据集

致谢