放射性廢物

隨著核技術(shù)的廣泛使用，產(chǎn)生了大量放射性廢物，對這些危險性廢物的處置已經(jīng)成為國際社會面臨的一個重要課題，要求處置后的放射性廢物與人類生活環(huán)境長期隔離。深地質(zhì)處置是目前國際上公認的處置放射性廢物的可行方法。該方法一般由固化體、廢物罐、緩沖材料和天然地質(zhì)體四部分組成。高嶺土加工技術(shù)在加工高嶺土的過程中是一項十分重要的東西，其中，緩沖材料的主要作用是充填廢物容器與圍巖間的空隙和近場巖石中的裂隙或孔隙，阻止地下水進入廢物包裝容器，阻滯核素向外遷移，是放射性廢物深地處置庫中置于處置巖體與放射性廢物包裝體之間末了一道人工屏障材料。因此，放射性廢物處置庫中所用的緩沖材料需滿足低透水性和能阻滯核素遷移的特點。

李虎杰等(2005)研究了以高嶺土為原料合成的4A沸石的物化特性以及對放射性核素離子Co2+、Sr2+的吸附性能。結(jié)果表明，合成的4A沸石每100g陽離子交換容量(CEC)達137.82mmol、總孔體積為6.25cm3/g、比表面積為232.5m2/g(是天然沸石礦石材料的12〜20倍，這就決定了4A沸石具有較好的物理吸附性能)、滲透系數(shù)為8.7×10-4m/s，對Co2+、Sr2+的吸附效果均較好，優(yōu)于天然沸石礦石材料。4A沸石對Co2+、Sr2+的吸附速率較快，吸附量隨溶液初始濃度的增大而逐漸增大。溶液的pH值是吸附效果的主要影響因素，中性和堿性環(huán)境更有利于吸附作用的進行，吸附率達到100%。實驗表明，4A沸石吸附Co2+、Sr2+符合Freundlich方程，而且4A沸石對Co2+的吸附作用很容易進行，對Sr2+的吸附作用比較容易進行。還探討了4A沸石對Co2+、Sr2+的吸附機理。結(jié)果表明，A型沸石的三維結(jié)構(gòu)類似于氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)。若將氯化鈉晶格中的鈉離子和氯離子全部換成(3-籠(削角八面體或方鈉石單元)，并且相鄰的兩個p-籠之間通過四元環(huán)用4個氧橋相互聯(lián)結(jié)起來，這樣就得到了A型沸石的晶體結(jié)構(gòu)。8個β-籠相互聯(lián)結(jié)后，在它們當中又形成一個具有八元環(huán)的大籠，八元環(huán)作為A型沸石的主晶孔在沿軸的各個方向都是相互貫通的，其自由直徑為11.4×10-10m，有效孔徑為4.2×10-10m。若按晶胞中有12個鈉離子計，其中有8個分布在晶胞的8個六元環(huán)上，每個六元環(huán)中有一個鈉離子;其余4個鈉離子分布在3個八元環(huán)上。由于在八元環(huán)上分布的鈉離子偏向于一邊，擋住了八元環(huán)的一部分，使其有效孔徑為4×10-10m，所以，NaA型沸石也稱4A沸石。由于4A沸石具有眾多孔道，因而具有空曠的開放結(jié)構(gòu)和較大的比表面積。

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