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人工合成鋯石固化核素與穩定性評價 版權信息
- ISBN：9787030668004
- 條形碼：9787030668004 ; 978-7-03-066800-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
人工合成鋯石固化核素與穩定性評價 內容簡介
本書反應了國家自然科學基金委員會面上項目“鋯石晶格固核 (Pu, NP) 機理與穩定性研究” (42172050) 及西南科技大學新能源與核環境材料研究團隊多年來在人工合成礦物固化放射性核素領域的主要研究成果。本書分為放射性廢物概述、鋯石作為錒系核素固化基材的判據、人工合成鋯石固化體的方法 (微波燒結、熔鹽法、溶膠—凝膠法等) 、人工合成鋯石固化核素 (三價、四價模擬錒系核素) 行為與機理、人工合成鋯石的穩定性評價 (化學穩定性、輻照穩定性、數值模擬) 等五部分。研究結果對促進我國人工合成礦物 (陶瓷) 固化高放廢物的科學研究與工程實踐具有重要的理論和實際意義。
人工合成鋯石固化核素與穩定性評價 目錄
目錄
第1章 放射性廢物的概述 1
1.1 放射性廢物的來源 1
1.1.1 天然放射性物質 1
1.1.2 核工業產生放射性廢物 4
1.1.3 軍用核燃料循環產生放射性廢物 11
1.1.4 非核燃料循環產生放射性廢物 11
1.2 放射性廢物的特性 12
1.2.1 放射性廢物的核素類型 12
1.2.2 放射性廢物的放射性活度 12
1.2.3 放射性廢物的毒性 13
1.2.4 放射性廢物的熱效應 14
1.3 放射性廢物的分類 14
1.4 放射性廢物處理處置原則與理念 17
1.4.1 基本原則 17
1.4.2 現代理念 18
1.5 高放廢物的處理策略 19
1.5.1 安全處理方法 21
1.5.2 多重屏障體系可分為兩大屏障 21
1.5.3 面臨的挑戰 22
1.6 人造巖石固化放射性廢物 24
1.6.1 人造巖石固化法的提出 24
1.6.2 人造巖石固化體的類型與性能 25
1.6.3 人造巖石固化體的合成方法 28
1.7 人造巖石固化體的穩定性 32
1.7.1 人造巖石固化體的化學穩定 32
1.7.2 人造巖石固化體的輻照穩定 34
參考文獻 36
第2章 人工合成鋯石作為模擬錒系核素固化基材研究 41
2.1 人工合成鋯石的結構 41
2.2 人工合成鋯石的理化性質 42
2.3 人工合成鋯石作為模擬錒系核素固化基材選擇依據 42
2.4 人工合成鋯石合成方法 43
2.5 人工合成鋯石固核機理 45
2.6 人工合成鋯石穩定性研究 46
參考文獻 47
第3章 微波燒結人工合成鋯石固化體 50
3.1 概述 50
3.2 固化體制備 51
3.2.1 固化體制備的實驗設計 51
3.2.2 固化體的微波燒結 52
3.3 固化體表征 53
3.4 結果與討論 53
3.4.1 固化體物相分析 53
3.4.2 固化體結構分析 55
3.4.3 人工合成鋯石的合成率 56
3.5 人工合成鋯石固化體微波燒結機理 58
3.6 小結 59
參考文獻 59
第4章 熔鹽法合成人工合成鋯石固化體 61
4.1 概述 61
4.2 固化體制備 62
4.2.1 固化體制備的實驗設計 62
4.2.2 固化體的熔鹽法合成 63
4.3 固化體表征 64
4.4 結果與討論 64
4.4.1 固化體物相分析 64
4.4.2 固化體結構分析 67
4.5 人工合成鋯石固化體熔鹽合成機理 69
4.6 小結 69
參考文獻 70
第5章 溶膠-凝膠法合成人工合成鋯石固化體 71
5.1 概述 71
5.2 實驗部分 72
5.3 結果和討論 73
5.3.1 固化體物相演變 73
5.3.2 固化體微觀結構 76
5.4 小結 77
參考文獻 77
第6章 水熱輔助溶膠-凝膠法合成人工合成鋯石三價模擬錒系核素固化體及其化學穩定性 79
6.1 概述 79
6.2 實驗部分 80
6.3 結果與討論 81
6.3.1 固化體物相演變 81
6.3.2 固化體形貌及微觀結構 87
6.3.3 固化體化學穩定性 90
6.4 小結 90
參考文獻 91
第7章 水熱輔助溶膠-凝膠法合成人工合成鋯石多核素固化體及其化學穩定性 94
7.1 概述 94
7.2 實驗部分 96
7.3 結果與討論 97
7.3.1 XRD分析 97
7.3.2 拉曼分析 103
7.3.3 微觀形貌分析 105
7.3.4 化學穩定性分析 107
7.4 小結 111
參考文獻 112
第8章 人工合成鋯石對三價模擬錒系核素的固化行為及其化學穩定性 116
8.1 概述 116
8.2 實驗部分 117
8.3 結果與討論 118
8.4 小結 123
參考文獻 123
第9章 鋯石基四價模擬錒系核素固化體的物相演變及其化學穩定性 126
9.1 概述 126
9.2 實驗部分 126
9.3 結果與討論 127
9.3.1 Ce固溶量對固化體Zr1?xCexSiO4(0≤x≤0.1)物相結構的影響 127
9.3.2 Ce固溶量對固化體微觀結構及形貌的影響 130
9.3.3 鋯石基固化體Zr1?xCexSiO4(x=0， 0.042)的化學穩定性 132
9.4 小結 135
參考文獻 135
第10章 人工合成鋯石對混合價態(三、四價)模擬錒系核素固化行為 136
10.1 概述 136
10.2 實驗部分 137
10.3 結果與討論 139
10.3.1 固化體物相結構分析 139
10.3.2 固化體微觀結構及致密性分析 145
10.4 小結 148
參考文獻 148
第11章 鋯石基固化體的抗α射線輻照穩定性 151
11.1 概述 151
11.2 實驗部分 152
11.3 結果與討論 153
11.3.1 XRD及GIXRD分析 153
11.3.2 拉曼光譜分析 158
11.3.3 SEM/EDS分析 160
11.3.4 化學穩定性分析 161
11.4 小結 162
參考文獻 163
第12章 人工合成鋯石Pu固化體結構及穩定性影響 165
12.1 概述 165
12.2 計算方法 165
12.3 Pu摻雜量對ZrSiO4結構的影響 167
12.3.1 電子轉移 167
12.3.2 晶格畸變 170
12.3.3 形貌轉變 171
12.4 小結 172
參考文獻 173
第13章 **性原理研究人工合成鋯石中不同電荷缺陷的結構與能量 176
13.1 概述 176
13.2 計算方法 177
13.3 結果與討論 179
13.3.1 鋯石的結構和性質 179
13.3.2 單空位的形成能 180
13.4 小結 189
參考文獻 189
第14章 結論與展望 193
14.1 結論 193
14.2 展望 195
參考文獻 199
附：發表的相關論文 201
第1章 放射性廢物的概述 1
1.1 放射性廢物的來源 1
1.1.1 天然放射性物質 1
1.1.2 核工業產生放射性廢物 4
1.1.3 軍用核燃料循環產生放射性廢物 11
1.1.4 非核燃料循環產生放射性廢物 11
1.2 放射性廢物的特性 12
1.2.1 放射性廢物的核素類型 12
1.2.2 放射性廢物的放射性活度 12
1.2.3 放射性廢物的毒性 13
1.2.4 放射性廢物的熱效應 14
1.3 放射性廢物的分類 14
1.4 放射性廢物處理處置原則與理念 17
1.4.1 基本原則 17
1.4.2 現代理念 18
1.5 高放廢物的處理策略 19
1.5.1 安全處理方法 21
1.5.2 多重屏障體系可分為兩大屏障 21
1.5.3 面臨的挑戰 22
1.6 人造巖石固化放射性廢物 24
1.6.1 人造巖石固化法的提出 24
1.6.2 人造巖石固化體的類型與性能 25
1.6.3 人造巖石固化體的合成方法 28
1.7 人造巖石固化體的穩定性 32
1.7.1 人造巖石固化體的化學穩定 32
1.7.2 人造巖石固化體的輻照穩定 34
參考文獻 36
第2章 人工合成鋯石作為模擬錒系核素固化基材研究 41
2.1 人工合成鋯石的結構 41
2.2 人工合成鋯石的理化性質 42
2.3 人工合成鋯石作為模擬錒系核素固化基材選擇依據 42
2.4 人工合成鋯石合成方法 43
2.5 人工合成鋯石固核機理 45
2.6 人工合成鋯石穩定性研究 46
參考文獻 47
第3章 微波燒結人工合成鋯石固化體 50
3.1 概述 50
3.2 固化體制備 51
3.2.1 固化體制備的實驗設計 51
3.2.2 固化體的微波燒結 52
3.3 固化體表征 53
3.4 結果與討論 53
3.4.1 固化體物相分析 53
3.4.2 固化體結構分析 55
3.4.3 人工合成鋯石的合成率 56
3.5 人工合成鋯石固化體微波燒結機理 58
3.6 小結 59
參考文獻 59
第4章 熔鹽法合成人工合成鋯石固化體 61
4.1 概述 61
4.2 固化體制備 62
4.2.1 固化體制備的實驗設計 62
4.2.2 固化體的熔鹽法合成 63
4.3 固化體表征 64
4.4 結果與討論 64
4.4.1 固化體物相分析 64
4.4.2 固化體結構分析 67
4.5 人工合成鋯石固化體熔鹽合成機理 69
4.6 小結 69
參考文獻 70
第5章 溶膠-凝膠法合成人工合成鋯石固化體 71
5.1 概述 71
5.2 實驗部分 72
5.3 結果和討論 73
5.3.1 固化體物相演變 73
5.3.2 固化體微觀結構 76
5.4 小結 77
參考文獻 77
第6章 水熱輔助溶膠-凝膠法合成人工合成鋯石三價模擬錒系核素固化體及其化學穩定性 79
6.1 概述 79
6.2 實驗部分 80
6.3 結果與討論 81
6.3.1 固化體物相演變 81
6.3.2 固化體形貌及微觀結構 87
6.3.3 固化體化學穩定性 90
6.4 小結 90
參考文獻 91
第7章 水熱輔助溶膠-凝膠法合成人工合成鋯石多核素固化體及其化學穩定性 94
7.1 概述 94
7.2 實驗部分 96
7.3 結果與討論 97
7.3.1 XRD分析 97
7.3.2 拉曼分析 103
7.3.3 微觀形貌分析 105
7.3.4 化學穩定性分析 107
7.4 小結 111
參考文獻 112
第8章 人工合成鋯石對三價模擬錒系核素的固化行為及其化學穩定性 116
8.1 概述 116
8.2 實驗部分 117
8.3 結果與討論 118
8.4 小結 123
參考文獻 123
第9章 鋯石基四價模擬錒系核素固化體的物相演變及其化學穩定性 126
9.1 概述 126
9.2 實驗部分 126
9.3 結果與討論 127
9.3.1 Ce固溶量對固化體Zr1?xCexSiO4(0≤x≤0.1)物相結構的影響 127
9.3.2 Ce固溶量對固化體微觀結構及形貌的影響 130
9.3.3 鋯石基固化體Zr1?xCexSiO4(x=0， 0.042)的化學穩定性 132
9.4 小結 135
參考文獻 135
第10章 人工合成鋯石對混合價態(三、四價)模擬錒系核素固化行為 136
10.1 概述 136
10.2 實驗部分 137
10.3 結果與討論 139
10.3.1 固化體物相結構分析 139
10.3.2 固化體微觀結構及致密性分析 145
10.4 小結 148
參考文獻 148
第11章 鋯石基固化體的抗α射線輻照穩定性 151
11.1 概述 151
11.2 實驗部分 152
11.3 結果與討論 153
11.3.1 XRD及GIXRD分析 153
11.3.2 拉曼光譜分析 158
11.3.3 SEM/EDS分析 160
11.3.4 化學穩定性分析 161
11.4 小結 162
參考文獻 163
第12章 人工合成鋯石Pu固化體結構及穩定性影響 165
12.1 概述 165
12.2 計算方法 165
12.3 Pu摻雜量對ZrSiO4結構的影響 167
12.3.1 電子轉移 167
12.3.2 晶格畸變 170
12.3.3 形貌轉變 171
12.4 小結 172
參考文獻 173
第13章 **性原理研究人工合成鋯石中不同電荷缺陷的結構與能量 176
13.1 概述 176
13.2 計算方法 177
13.3 結果與討論 179
13.3.1 鋯石的結構和性質 179
13.3.2 單空位的形成能 180
13.4 小結 189
參考文獻 189
第14章 結論與展望 193
14.1 結論 193
14.2 展望 195
參考文獻 199
附：發表的相關論文 201
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