Особливості розподілу урану та стронцію в матеріалах захисного шару приповерхневих сховищ радіоактивних відходів

Висновки

Отримані в роботі результати дозволили зробити наступні висновки:

1. Запропонована фізико-хімічна модель “ефективних фаз” дозволяє описувати сорбцію елементів в породах, що містять мінерали однаково хімічного складу, але з різними термодинамічними властивостями. Це набуває особливого значення при оцінці фіксації U та Sr полімінеральними глинистими породами, які є потенційними матеріалами для створення НЗШ приповерхневих сховищ ТРВ.

2. Встановлено, що в піщано-глинистих породах Черкаського та Чистогалівського родовищ, що містять карбонати, поглинання стронцію відбувається по двом механізмам - сорбція на поверхні глин і фіксація у складі стронцієво-кальцієвого карбонату.

3. Оцінені найбільш вірогідні величини рН нижнього захисного шару: в області контакту НЗШ з бетонним фундаментом сховища рН = 9, в товщі шару - рН = 8, на межі контакту з підстилаючими породами - рН = 7.

4. Встановлено, що при деградації глин в нижньому захисному шарі сховищ твердих низько- і середньоактивних відходів під впливом порових вод бетону, що надходять, зростає роль фіксації стронцію у складі кальцієво-стронцієвого карбонату. За консервативною оцінкою, 25 % деградація глини при її вмісті у НЗШ 20% не буде суттєво впливати на ємність поглинання по стронцію.

5. Показано, що за прогнозованих умов нижнього захисного шару приповерхневих сховищ ТРВ кількість карбонатів в природних піщано-глинистих породах не впливає на поглинання урану. Механізм фіксації залежить від фізико-хімічних умов та наявності гідроксидів заліза. У присутності гідроксидів Fe, за фізико-хімічних умов контакту шару із залізобетонною плитою, уран сорбується на гідроксидах заліза та оксидах кремнію, за фізико-хімічних умов товщі шару - на гідроксидах заліза, оксидах кремнію та на глинах, за фізико-хімічних умов контакту із вміщуючими породами - на гідроксидах заліза та на глинах. У відсутності гідроксидів Fe, за фізико-хімічних умов контакту шару із залізобетонною плитою, уран сорбується на оксидах кремнію, за фізико-хімічних умов товщі шару - на оксидах кремнію та на глинах, за фізико-хімічних умов контакту із вміщуючими породами - на глинах.

6. За консервативною оцінкою для створення НЗШ приповерхневих сховищ твердих низько- і середньоактивних відходів як потенційні матеріали найбільший інтерес представляють глини, що містять карбонати. Як потенційні матеріали для створення НЗШ можна розглядати карбонат-вміщуючі глини Ч-3 (Чистогалівське родовище), Д-1 (Черкаське родовище) і бентонітову глину Д-2 Черкаського родовища, які при 20% вмісті у НЗШ забезпечують концентрацію ⁹⁰Sr у розчині на виході з нього на рівні ГДК питної води. Особливий інтерес викликає Чистогалівська полімінеральна глина Ч-3, оскільки Чистогалівське родовище розташовано безпосередньо в Зоні відчуження і витрати на транспортування глин до майданчика будівництва приповерхневих сховищ ТРВ будуть мінімальними.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ дисертації

1. Шибецький Ю.А., Колябіна І.Л. Дослідження захисних властивостей сорбційного шару сховищ твердих радіоактивних відходів комплексу “Вектор” // Зб. наук. праць ІГНС. - К., 2000. - вип.1. - C. 78-92. (Автором проаналізовано систему інженерних бар'єрів приповерхневих сховищ РАВ комплексу “Вектор” та запропоновано камерну модель системи сховище - бентонітовий шар, виконано оцінку розподілу стронцію у бентонітовому шарі).

2. Колябіна І.Л., Бондаренко Г.М. Моделювання розподілу радіонуклідів на глинистих фракціях ґрунтів зони відчуження // Пошукова та екологічна геохімія. - К., 2001. - №1. - С. 44-50. (Автором розроблено модель і виконано оцінку розподілу радіонуклідів у ґрунтах зони відчуження).

3. Колябіна І.Л. Моделювання сорбції стронцію та шестивалентного урану на оксидах кремнію // Зб. наук. праць ІГНС. - К., 2006. - вип.13. - C. 45-55.

4. Синицин В.О., Колябіна І.Л., Савенюк С.П., Самчук Б.І. Розрахунок рівноважного мінерального складу піщано-глинистих порід методом мінімізації вільної енергії Гіббса // Зб. наук. праць ДНТУ / Сер. Гірничо-геологічна. - Донецьк, 2006. - вип.111, Т. 1. - С. 104-113. (Автором виконано верифікацію моделі твердих розчинів глинистих мінералів та обчислено мінеральний склад піщано-глинистих порід Черкаського та Чистогалівського родовищ).

5. Колябіна І.Л. Моделювання сорбції стронцію на монтморилоніті // ІІ Міжнародна науково-практична конференція “Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення”: Зб. наук. ст. у 2-х т., Т. 1 / УкрНДІЕП. - Х.: Райдер, 2006. - С. 208-212.

6. Кивва С.Л., Колябина И.Л., Пашко С.В., Проскура Н.И. та др. Моделирование процесса миграции радионуклидов в почвогрунтах. Препринт. - Чернобыль, 1992. - 51 с. (Автором розроблено теоретичні засади обчислення рівноважного розподілу радіонуклідів у грунтах).

7. Sinitsyn V.A., Kulik D.A., Khodorivski M.S., Kurepin V.A., Abramis A.Y., Kolyabina I.L., Shurpach N.A. Stability of mineral matter in aqueous media of the chernobyl unit-4 shelter: thermodynamic evaluation // Mat.Res.Soc.Symp.Proc. - 1997. - Vol.465. - P. 1327-1331.

8. Kulik D.A., Sinitsyn V.A., Khodorivski M.S., Kurepin V.A., Abramis A.Y., Kolyabina I.L. Modeling inorganic speciation in waters interacting with fuel-containing masses within the Chernobyl “Sarcophagus” // 4th International Conference on Nuclear and Radiochemistry: Extended Abstracts (8-13 September 1996). - StMalo, France, 1996. - Vol.2.

9. Шибецький Ю.А., Колябіна І.Л. Розробка термодинамічної моделі поведінки ізотопів стронцію в прісноводних середовищах зони відчуження // Наука. Чорнобиль-97: Зб. тез наук.-практ.конф. (11-12 лютого 1998 р.) - К., 1998. - С. 218.

10. Шибецкий Ю.А., Колябина И.Л. Оценка защитных свойств сорбирующего слоя хранилищ короткоживущих отходов // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XIX Всероссийской молодежной конференции. - Иркутск: ИЗК СО РАН, 2001. - С. 221-222

11. Синицин В.О., Самчук Б.І., Колябіна І.Л., Польшин Е.В. Розробка і тестування термодинамічної моделі для оцінки розподілу Cs, Sr, U у піщано-глинистих породах // Міжнародний науковий семінар “Радіоекологія Чорнобильскої зони”: Тези стендових доповідей (18-19 вересня 2002 р.) - Славутич, 2002. - С. 54-55.

12. Sinitsyn V.A., Kolyabina I.L., Sumchuk B.I. Application of thermodynamic modeling for the assessment of natural clay performance in engineered barriers of a surface nuclear waste repository // Clays In Natural And Engineered Barriers For Radioactive Waste Confinement: Abstracts of International Meeting (December 9-12 2002). - 2002. Reims, France 2002. - Р. 439-440.

Размещено на Allbest.ru