Цементирование ядерных отходов – один из действенных методов их утилизации. Для этого ядерные отходы помещаются в герметичный контейнер и заливаются цементным раствором. Основой являются цементные матрицы – специальные химические составы цементных материалов, которые отличаются морозостойкостью, а также устойчивостью к выщелачиванию и проникновению влаги
Ученые из Лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в ходе разработки рецептуры бетонной смеси для утилизации металлических радиоактивных нашли оптимальный вариант такой цементной матрицы.
Основные требования: материал должен обладать низкой пористостью и трещинообразованием, поскольку трещины и поры являются легкими путями для попадания воды в толщу цементных изделий. Чтобы понять, существуют ли внутри образцов трещины и полости, ученые провели нейтронную томографию и радиографию, позволяющую получать трехмерную реконструкцию внутреннего строения объектов с высоким разрешением.
В образцах с неорганическими добавками (CEM V-A) были выявлены водосодержащие микрообъемы и поры, которые образовали кластеры диаметром до 0,6–0,8 мм. Тогда как для образцов с органическими добавками (CEM III-A) была характерна низкая пористость. Оказалось, что органические соединения «забирают» избыток образующихся в процессе синтеза сопутствующих газов.
Результаты исследования могут использоваться при разработке цементных материалов, предназначенных для строительства хранилищ радиоактивных отходов.
По материалам ресурса «Глобальная энергия»