Nghiên cứu đóng rắn chất thải phóng xạ dạng lỏng của nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp xi măng hóa

Abstract

Tóm tắt: Đóng rắn các chất thải phóng xạ (CTPX) dạng lỏng đậm đặc của nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp xi măng hóa là một công nghệ đơn giản, có hiệu quả và được áp dụng phổ biến tại nhiều nhà máy điện hạt nhân trên thế giới. Trong nghiên cứu này, đã sử dụng xi măng Hoàng Thạch PC 30, có bổ sung Al₂O₃, SiO₂ và Fe₂O₃ theo tỷ lệ nhất định, để tạo ra loại xi măng đặc biệt dùng cho đóng rắn CTPX. Các ảnh hưởng của tỷ lệ chất thải/xi măng, thành phần của chất thải, tỷ lệ của các chất phụ gia tro bay, bentonit tới độ bền nén (I) và chỉ số rò rỉ phóng xạ (L) của khối chất thải sau khi được đóng rắn đã được đưa ra trong bài báo này. Kết quả cho thấy, khi bổ sung khoảng (% khối lượng): 6 - 10 SiO₂, 2 - 3 Al₂O₃ và 1 Fe₂O₃ vào xi măng Hoàng Thạch PC 30 (HT), đã tạo được các loại xi măng đặc biệt (HT1 và HT2) có khả năng đóng rắn CTPX từ mẫu giả định, được pha chế theo một số thông số, gần với chất thải đã cô đặc trong thực tế. Trên cơ sở các chỉ số I và L cho thấy, HT1 có khả năng đóng rắn tốt nhất.  Khi phối trộn theo tỷ lệ khối lượng chất thải/HT1 trong khoảng từ 4/10 - 6/10, đã thu được sản phẩm sau khi xi măng hóa thỏa mãn các tiêu chuẩn I > 5 MPa và L > 6. Việc cho thêm các chất phụ gia như tro bay nhà máy nhiệt điện hoặc bentonit, với tỷ lệ từ 10 - 15 (% khối lượng) vào HT1, làm tăng các thông số I và L của sản phẩm xi măng hóa.

Từ khóa: Chất thải phóng xạ, xi măng hóa, bentonit, tro bay.