Estudio estructural del ZrSiO4 expuesto a altas dosis de radiación gamma

摘要

El confinamiento final de los residuos radiactivos de alto nivel, en almacenes geológicos profundos (AGP), es un tema de investigación a nivel internacional principalmente en países que cuenten con reactores nucleares. El principal riesgo del resguardo de los residuos radiactivos en el AGP, es la infiltración de aguas subterráneas, que pueden provocar la degradación de los contenedores y lixiviar los residuos radiactivos, a través de las diferentes barreras. Es por ello que el estudio de materiales para ser utilizados como barreras de ingeniería ha cobrado gran relevancia, ya que se prevé que una de las funciones de dichos materiales es capturar los elementos radiactivos y asegurar que no se dispersen fuera de los sitios de almacenamiento. Sin embargo, otro punto a considerar en la selección del material de construcción de la barrera, es la interacción que tendrá con las radiaciones remanentes emitidas por los combustibles nucleares gastados. El éxito de esta alternativa, radica en seleccionar materiales con una gran estabilidad física, química y mecánica. Estudios previos han propuesto al zircón para la construcción de las barreras de ingeniería, debido a que este ha demostrado tener la capacidad de capturar radionúclidos en su superficie. Pocos estudios han considerado que el zircón también estará expuesto a radiaciones remanentes, las cuales podrían tener efectos importantes en su estabilidad física y por lo tanto en su desempe?o. Es por ello que este trabajo, exponen los avances del estudio de la estabilidad del silicato de zirconio (zircón) al estar expuesto a altas dosis de radiación gamma. La experimentación se realizó en un irradiador industrial con una fuente de 60Co en un rango de dosis de 10 a 30 MGy. Previo a la irradiación del zircón, se identificaron los lantánidos presentes mediante la técnica de análisis por activación neutrónica. Posteriormente las muestras de zircón irradiado y sin irradiar fueron caracterizadas por diferentes técnicas instrumentales, tales como, difracción de rayos X (DRX) donde se obtuvieron los patrones de difracción, se evaluaron los cambios en los parámetros de red y se identificaron fases secundarias. Se identificaron los cambios en las bandas de adsorción de los enlaces químicos como consecuencia de la exposición a la radiación mediante la Espectroscopia Raman y Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR). Finalmente, se observaron ligeros cambios en las energías de enlace del material de estudio por medio de la Espectroscopia Fotoelectrónica de rayos X (XPS).