Матричные материалы для иммобилизации церий- и молибденсодержащих радиоактивных отходов: теоретическое и экспериментальное исследование растворимости, процессов стеклования и кристаллизации.

В ходе реализации проекта проведены теоретические и экспериментальные исследования процессов стеклования и кристаллизации, протекающих в структуре многокомпонентных церий-, молибденсодержащих боросиликатных и алюмосвинцовоборатных стекломатериалов при их высокотемпературном синтезе и термообработке. Развиты и обобщены теоретические основы применения борсодержащих стеклосодержащих матричных материалов для иммобилизации церий- и молибденсодержащих радиоактивных отходов с целью более эффективной и безопасной их переработки. Получены новые данные об особенностях протекания процессов плавления, стеклования и кристаллизации в многокомпонентных церий- и молибденсодержащих щелочно-щелочноземельных боросиликатных, алюмоборосиликатных и алюмосвинцовоборатных системах широкого диапазона составов. Изучена растворимость церия и молибдена в щелочно-щелочноземельных боросиликатных и алюмоборосиликатных стеклах в зависимости от состава стекла и термического воздействия. Получены данные о составе и строении стеклосодержащей и кристаллизованной составляющих церий- и молибденсодержащих щелочно-щелочноземельных боросиликатных и алюмоборосиликатных материалов, формирующихся в процессе их высокотемпературного синтеза и термической обработки. Исследовано изменение фазовых равновесий в условиях синтеза и термической обработки церий- и молибденсодержащих щелочно-щелочноземельных боросиликатных и алюмоборосиликатных материалов, а также изменение фазовых равновесий при контакте церий- и молибденсодержащих щелочно-щелочноземельных боросиликатных и алюмоборосиликатных материалов с материалом металлических контейнеров для хранения. В рамках модели Тула-Нараянасвами-Мойнихана описана кинетика стеклования расплавов состава Al2O3-PbO-B2O3, показано изменение энергии активации релаксационных процессов с изменением связности сетки стекла при замещении ионов Pb2+ ионами Al3+ и существенное подавление кристаллообразования в синтезированных стеклах при увеличении размера частиц порошка и концентрации Al2O3. В рамках эмпирической автокаталитической модели, а также моделей Джонсона-Мела-Аврами и Аврамова-Шестака описана кинетика кристаллизации для данной системы, выполнен прогноз процессов кристаллизации при различных скоростях нагрева, температурах отжига или фракции порошка. Результаты исследования, направленные на уточнение условий синтеза борсодержащих стеклосодержащих матричных материалов и на изучение их структурных особенностей, обладают высокой научной новизной и большой практической значимостью.