SiO2和B2O3含量对模拟高放废物玻璃结构的影响

• 作者: 陈晓丽 陈晗 雷浩 古川 潘宁 王孝强
• 来源期刊: 核化学与放射化学
• 学科: 工学
• 关键词: 玻璃固化 拉曼光谱 SiO2 B2O3
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 核燃料循环化学
• 页码范围: 64-73
• 页数: 10页
• 分类号: TQ171
• 语种: 中文
• DOI: 10.7538/hhx.2020.YX.2019053

摘要

硼硅酸盐玻璃具有特别高的化学稳定性、较好的热稳定性、较大的放射性废物包容量等优点,被广泛作为固化高放废液的基础玻璃料.废物玻璃固化体的结构与其组成存在一定的内在依存关系,它将对废物玻璃的性质产生影响.以组分含量作为变量,所引起的废物玻璃固化体的某些结构特征的变化,是探索影响高放废物玻璃固化体性能的内在线索.为了获取废物玻璃组分含量对其结构特征参数(非桥氧键数)的影响规律,以对废物玻璃固化体的性能进行估计,进而指导设计高效处理高放废液的玻璃固化体配方,以某模拟高放废物玻璃固化体的配方为基础,通过改变其中SiO2和B2O3含量制备一系列的废物玻璃样品,并进一步采用拉曼光谱法对废物玻璃的硅酸盐网络结构单元(Qn,Q和n分别代表四面体单元和每个四面体结构单元所具有的桥氧键数)进行分析,讨论SiO2和B2O3含量对此废物玻璃固化体网络结构的影响.结果表明:随着SiO2含量(SiO2的质量与剩余氧化物质量的比值)由0.721增加到1.037,废物玻璃固化体中桥氧键的比例随之而增多,同时玻璃网络结构的聚合度(N,非桥氧/桥氧的比例)减小,但是,随着B2O3的含量(B2O3的质量与剩余氧化物质量的比值)由0.117增加到0.143,再到0.176,桥氧键的比例先减小后增大.在本实验的范围内,废物玻璃固化体的密度变化不明显,无析晶现象.