Đóng gói chất thải phóng xạ

Quản lý chất thải

Một trong những thách thức lớn nhất mà ngành công nghiệp hạt nhân phải đối mặt là quản lý chất thải có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường và chuyển chất độc vào các chuỗi thức ăn từ đất - thực vật - động vật. Trong nhiều năm, xi măng đã được sử dụng để bao bọc chất thải phóng xạ vì nó rẻ tiền, có thể dễ dàng chuẩn bị ở những nơi xa và có thể xuyên qua các hình dạng chất thải phức tạp (Milestone, 2006).

Xi măng cũng hỗ trợ sự cố định của các hạt nhân phóng xạ bằng cách hoạt động như một rào cản khuếch tán, cung cấp các vị trí hấp thụ và phản ứng, đồng thời duy trì độ pH cao, do đó làm giảm khả năng hòa tan của hạt nhân phóng xạ (Milestone, 2006). Tuy nhiên, các phản ứng xảy ra giữa chất thải phóng xạ và xi măng được sử dụng để đóng gói có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của dạng chất thải (Milestone, 2006).

Đóng gói Zeolit

Zeolit tự nhiên thường được sử dụng để hạn chế tác động đến môi trường của chất thải phóng xạ. Các ứng dụng lịch sử bao gồm hạn chế tác động của các vụ tai nạn hạt nhân ở Đảo Ba Dặm và Chernobyl, loại bỏ các đồng vị phóng xạ cesium và stronti khỏi nước thải của ngành công nghiệp hạt nhân và khử nhiễm nước (Misaelides, 2011). Kể từ năm 1985, Kế hoạch Nước thải Ion Sellafield đã sử dụng clinoptilolit để giảm mức độ cesium và strontium thải ra biển Ireland.

Rửa trôi là một thách thức lớn liên quan đến chất thải phóng xạ sự đóng gói. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng cải thiện cấu trúc lỗ rỗng là một phương pháp để chứa chất thải trong một cấu trúc rắn. Ví dụ, Bagosi (2006) đã tiến hành một thí nghiệm với hỗn hợp xi măng và zeolit tự nhiên để ngăn chặn sự rửa trôi xêzi. Các kết quả chỉ ra rằng việc bổ sung zeolit làm giảm sự giải phóng cesium lên đến 75 phần trăm trong khoảng thời gian ba năm.

Li & Wang (2005) đã nghiên cứu ảnh hưởng của zeolit đến cường độ, nhiệt hydrat hóa và tốc độ rửa trôi của ma trận xi măng nhựa. Sau một thử nghiệm rửa trôi mô phỏng, họ xác định rằng sự bao gồm của zeolit trong xi măng làm giảm đáng kể tốc độ rửa trôi của các hạt nhân phóng xạ. Họ kết luận rằng zeolite là một chất bổ sung hỗ trợ sự ổn định của nền xi măng và có thể làm giảm đáng kể tỷ lệ rửa trôi. Zeolite như một sàng phân tử là một khoáng chất tự nhiên.