Nd_(2)Zr_(2)O_(7)烧绿石A、B位晶格固化钍的结构演化及化学稳定性研究

摘要

A_(2)B_(2)O_(7)烧绿石以其高包容性和物理化学稳定性而成为高放废物固化体候选基材。研究通过喷雾热解-高温烧结制备了Nd_(2)Zr_(2)O_(7)烧绿石A、B位钍掺杂Nd_(1.8)Th_(0.2)Zr_(2)O_(7)和Nd_(2)Zr_(1.8)Th_(0.2)O_(7)固化体,利用不同检测手段分析样品结构,并通过MCC-1方法研究了样品化学稳定性。Nd_(2)Zr_(2)O_(7)烧绿石A和B位掺杂Th均能形成纯烧绿石结构,掺杂将造成烧绿石结构中48f氧位置参数增大,烧绿石向无序化结构转变。A位掺杂导致烧绿石AO8六面体结构扭曲,B位掺杂导致BO6八面体部分形变。Nd_(1.8)Th_(0.2)Zr_(2)O_(7)和Nd_(2)Zr_(1.8)Th_(0.2)O_(7)固化体在42 d周期后Th离子浸出率在10^(-5) g·m^(-2)·d^(-1)量级,说明锕系核素Th在Nd_(2)Zr_(2)O_(7)的A、B位均能很好地被包容,固化体表现出优异的物理化学性能。