磷酸鎂水泥固化體中Sr2+、Cs+浸出性能及遷移模型研究

戴豐樂 汪宏濤 張時豪 薛 明 丁建華 姜自超（后勤工程學院 化學與材料工程系 重慶 401311）

磷酸鎂水泥固化體中Sr2+、Cs+浸出性能及遷移模型研究

戴豐樂 汪宏濤 張時豪 薛 明 丁建華 姜自超
（后勤工程學院 化學與材料工程系 重慶 401311）

采用磷酸鎂水泥（Magnesium phosphate cement， MPC）對核素Sr2+、Cs+進行固化，對固化體中Sr2+、Cs+的浸出性能進行了研究，并根據Fick第二定律建立了適用于磷酸鎂體系的Sr2+、Cs+遷移模型，對核素Sr2+、Cs+在磷酸鎂水泥固化體中的遷移進行預測。結果表明，磷酸鎂水泥可以有效固化Sr和Cs，使核素Sr2+、Cs+在磷酸鎂水泥固化體中浸出率較低；建立的一維衰變浸出模型可以有效地預測核素Sr2+、Cs+在磷酸鎂水泥固化體中的遷移規律。

磷酸鎂水泥，固化，浸出率，遷移模型

核能被視為清潔新型能源而被廣泛應用，在給人類帶來巨大的經濟效益和社會效益的同時，放射性核廢物的優化處理成了一個被世界各國關注的問題［1-2］。放射性核素鍶（Sr）和銫（Cs）是核電站及其他核反應堆運行過程中重要的兩種元素，也是中、低放射性廢物中最主要的兩種元素。其中，90Sr在核廢物中產量非常大，半衰期為28 a，可以通過空氣和食物對人體產生β射線照射，而137Cs的半衰期為30 a，會釋放γ射線。二者半衰期較長，并且常以離子形式存在，在水中具有很強的遷移能力，是核廢物處理中首要處理的元素［3］。目前，針對中、低放射性核廢物最常用的核廢固化手段為水泥固化法，其具有固化性能穩定、工藝簡單、成本低廉等優勢，但是用于水泥固化材料的普通硅酸鹽水泥本身存在耐久性差、孔隙率高、凝結硬化時間長等缺陷［4-7］，固化過程中出現核廢料包容量低、固化周期長、體積增容大、核素容易遷移等問題，例如，對Cs+的吸附率不到原始濃度的0.3%［8］。……