Публікація статті щодо фазового складу Чорнобильських лав
У науковому журналі Journal of Nuclear Materials прийнято до друку статтю “Phase composition of lava-like fuel-containing materials of Unit 4 of the Chornobyl NPP. Black ceramics” («Фазовий склад лавоподібних паливовмісних матеріалів 4-го блока Чорнобильської АЕС. Чорна кераміка»). Статтю підготовлено співробітниками Інституту проблем безпеки атомних електростанцій НАН України (С. В. Габєлков, А. Д. Скорбун, І. В. Жиганюк, В. Г. Кудлай, П. Є. Пархомчук, С. О. Чиколовець) та Інституту геохімії навколишнього середовища НАН України (В. В. Долін, В. М. Слівінський). Цей журнал згідно з рейтингом The SCImago Research Group у 2021 р. віднесено до першого квартиля Q1 у галузі ядерної фізики, ядерної енергетики та матеріалознавства.
Метою дослідження було визначення фазового складу чорної кераміки лавоподібних паливовмісних матеріалів (ЛПВМ) 4-го блока Чорнобильської АЕС через три з половиною десятиліття після аварії та виявлення фізичних і хімічних процесів, відповідальних за зміну стану та формування нових кристалічних фаз у чорній кераміці ЛПВМ за період часу від аварії до сьодення.
Встановлено, що через 36 років після аварії в чорній кераміці 4-го блока Чорнобильської АЕС виявлено урановмісну кристалічну фазу Ремеуіт (Rameauit) K2Ca[(UO2)3O3(OH)2]2·6H2O та кристалічні фази, які не містять урану: оксид магнію MgO, Катоіт (Katoite) Ca2.916Al2(SiO4)1.104(O4H4)1.89, силікат кальцію-магнію CaMgSiO4, алюмінат магнію MgAl2O4 та силікати магнію MgSiO3 і Mg2SiO4. Підтверджено наявність оксиду урану UO2.338(U4O9), чорнобиліту (chornobylite) Zr1-xUxSiO4 і можливо, заліза α-Fe. Більшість урану в кристалічних фазах знаходиться у вигляді Ремеуіту, а не оксиду урану.
Вперше фази чорної кераміки розподілено на три групи, виходячи з їх «походження»: до, під час та після аварії. Частина оксиду урану та залізо α-Fe «утворилися» до аварії. Під час аварії сформувалися ще частина оксиду урану, оксид магнію та синтезовано чорнобиліт. Силікат кальцію-магнію, алюмінат магнію та силікати магнію, мабуть, почали формуватися при кристалізації лави при її охолодженні та продовжили цей процес після аварії. Ремеуіт та Катоіт отримано після аварії.
Показано, що впродовж 36 років після аварії, у чорній кераміці ЛПВМ проходили та проходять зараз такі фізичні та хімічні процеси: окислення оксиду урану, формування Ремеуіту й Катоіту та кристалізація склофази.
Отримані результати будуть використані для прогнозування поведінки та розробки методів і технологій поводження з паливовмісними матеріалами, що сформувалися внаслідок аварій на АЕС у Чорнобилі та Фукусімі.
Стаття є першим кроком встановлення світового пріоритету українських вчених у галузі поводження з високоактивними ядерними матеріалами Чорнобильської АЕС.
Робота виконана в рамках фінансування бюджетної теми НАН України (№ 0120U103480).
Автори вдячні рецензентам за високу оцінку одержаних результатів та редакції журналу Journal of Nuclear Materials за фінансування публікування статті у відкритому доступі (Open access).
Інтернет-посилання на статтю: https://www.doi.org/10.1016/j.jnucmat.2023.154392.
This post is also available in: English
