Diffusion of tritium, technetium, cesium, and uranium from phosphate glass leachates in pore solution of clay materials

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The through diffusion method at room temperature was used to study the migration of radionuclides (3H, 99Tc, 137Cs, 233U) in compacted samples of clay materials during pore diffusion from a model leachate of the RW phosphate matrix with a total salt content of about 400 mg/L. Based on the results of the experiments, the effective diffusion coeffcients and coeffcients of the sorption distribution of radionuclides for the studied barrier clay materials were determined. Regularities of the diffusion transfer of tritium, cesium and uranium depending on the structure, mineral composition of clay materials and the content of radionuclides in the pore solution are revealed. Numerical modeles are proposed for calculating the effective pore di usion coeffcients of these radionuclides. There are still insuffcient data to analyze the factors affecting the diffusion of technetium.

About the authors

K. V. Martynov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: mark0s@mail.ru

Yu. V. Konevnik

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

E. V. Zakharova

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

References

  1. Delage P., Cui Y. J., Tang A.M. // J. Rock Mech. Geotech. Eng. 2010. Vol. 2, N 2. P. 111.
  2. Dohrmann R., Kaufhold S., Lundqvist B. // Developments in Clay Science / Eds F. Bergaya, G. Lagaly. Elsevier, 2013. Vol. 5, Ch. 5.4. P. 677.
  3. Characterization of Swelling Clays as Components of the Engineered Barriers System for Geological Repositories: IAEA-TECDOC-1718. Vienna: IAEA, 2013. 102 p.
  4. Sellin P., Leupin O.X. // Clays Clay Miner. 2013. Vol. 61, N 6. P. 477.
  5. Birgersson M., Hedström M., Karnland O., Sjöland A. // Geological Repository Systems for Safe Disposal of Spent Nuclear Fuels and Radioactive Waste / Eds. M.J. Apted, J. Ahn. Woodhead, 2017. 2nd ed, Ch. 12. P. 319.
  6. Ильина О. А., Крупская В. В., Винокуров С. Е., Калмыков С. Н. // Радиоактивные отходы. 2019. № 4 (9). С. 71.
  7. Вашман А.А., Демин А.В., Крылова Н.В., Кушников В.В., Матюнин Ю.И., Полуэктов П.П., Поляков А.С., Тетерин Э.Г. // Фосфатные стекла с радиоактивными отходами / Под ред. А.А. Вашмана, А.С. Полякова. М.: ЦНИИатоминформ, 1997. 172 с.
  8. Мартынов К.В., Захарова Е.В. // Радиохимия. 2021. Т. 63, № 1. С. 80.
  9. Кочкин Б.Т., Мальковский В. И., Юдинцев С. В. Научные основы оценки безопасности геологической изоляции долгоживущих радиоактивных отходов (Енисейский проект). М.: ИГЕМ РАН, 2017. 384 с.
  10. Garcia-Gutierrez M., Cormenzana J.L., Missana T., Mingarro M., Molinero J. // J. Iber. Geol. 2006. Vol. 32, N 1. P. 37.
  11. Мартынов К.В., Коневник Ю.В., Захарова Е.В. // Радиохимия. 2017. Т. 59, № 4. С. 371.
  12. Martynov K.V., Konstantinova L.I., Konevnik Yu.V., Proshin I.M., Zakharova E.V. // Exp. Geosci. 2014. Vol. 20, N 1. P. 94.
  13. Мартынов К.В., Захарова Е.В. // Тр. Всерос. ежегод. семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (М., 2022) / Отв. редактор О.А. Луканин. М: ГЕОХИ РАН, 2022. С. 379.
  14. Kong J., Lee C.-P., Sun Y., Hua R., Liu W., Wang Z., Li Y., Wang Y. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2021. Vol. 328. P. 717.
  15. Мартынов К.В., Захарова Е.В., Кулюхин С.А. // Радиоактивные отходы. 2022. № 2 (19). С. 68.
  16. Tsai T.-L., Tsai S.-C., Chang D.-M., Cheng W.-H. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2021. Vol. 330. P. 1317.
  17. Wolfrum C., Lang H., Moser H., Jordan W. // Radiochim. Acta. 1988. Vol. 44/45. Р. 245.
  18. Kozaki T., Sato Y., Nakajima M., Kato H., Sato S., Ohashi H. // J. Nucl. Mater. 1999. Vol. 270. P. 265.
  19. Tachi Y., Yotsuji K. // Geochim. Cosmochim. Acta. 2014. Vol. 132. P. 75.
  20. Fukatsu Y., Yotsuji K., Ohkubo T., Tachi Y. // Appl. Clay Sci. 2021. Vol. 211. Article 106176.
  21. Lee C.-P., Hu Y., Tien N.-C., Tsai S.-C., Shi Y., Liu W., Kong J., Sun Y. // Minerals. 2021. Vol. 11. P. 875.
  22. Lee C.-P., Hu Y., Chen D., Tien N.-C., Tsai S.-C., Shi Y., Lee I.-H., Ni C.-F. // Minerals. 2021. Vol. 11, N 10. Article 1075.
  23. Ochs M., Lothenbach B., Wanner H., Sato H., Yui M. // J. Contam. Hydrol. 2001. Vol. 47. P. 283.
  24. Tachia Y., Yotsujia K., Suyamaa T., Ochs M. // J. Nucl. Sci. Technol. 2014. Vol. 51, N 10. P. 1191.
  25. Zhang C., Shomali A., Coasne B., Derome D., Carmeliet J. // ACS Nano. 2023. Vol. 17. P. 4507.
  26. Ochs M., Talerico C. SR-Can. Data and Uncertainty Assessment. Migration Parameters for the Bentonite Buffer in the KBS-3 Concept: Technical Report TR-04-18. Stockholm, 2004. 155 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences