晶体材料在锕系核素固化中的应用

目录
译者序
前言
原著致谢
缩写
第1章 锕系元素简介 1
1.1 锕系元素 1
1.1.1 历史 1
1.1.2 基本物理和化学性能 5
1.1.3 含锕系元素材料的使用历史 7
1.1.4 高毒性和长期放射性 11
1.1.5 锕系核素固化的需求 13
1.2 天然锕系元素和矿物 14
1.2.1 晶质铀矿、沥青铀矿和方钍石 14
1.2.2 铀石和钍石 16
1.2.3 钛铀矿 16
1.2.4 其他各类矿物 17
1.3 人工锕系元素 17
1.3.1 核燃料循环中的锕系元素生产 17
1.3.2 武器级钚 20
1.3.3 次锕系元素 22
1.4 锕系元素的固化相 24
1.4.1 天然副矿物 24
1.4.2 锆石和铪石 26
1.4.3 独居石 27
1.4.4 钛锆钍矿 28
1.4.5 斜锆石(单斜相氧化锆) 28
1.4.6 等轴钙锆钛矿(立方二氧化锆) 29
1.4.7 磷钇矿 29
1.4.8 磷灰石 30
1.4.9 烧绿石 30
1.4.10 钙钛矿 32
1.4.11 石榴石 33
1.4.12 莫拉矿 33
1.4.13 磷锆钾矿 34
1.4.14 天然凝胶(natural gel) 34
参考文献 35
第2章 锕系元素的应用 39
2.1 先进核燃料循环 39
2.1.1 MOX核燃料 39
2.1.2 陶瓷核燃料 39
2.1.3 先进核反应堆 40
2.2 惰性钚陶瓷燃料 41
2.3 密封放射源 41
2.4 自生长材料 44
2.5 嬗变靶 46
2.6 小结 47
参考文献 47
第3章 锕系废物的固化 49
3.1 陶瓷核废物固化体：历史概述 49
3.1.1 早期工作 49
3.1.2 Pu固化相的出现 50
3.1.3 稳定性研究 52
3.2 钛酸盐陶瓷 55
3.2.1 人造岩 55
3.2.2 Ti基烧绿石 56
3.3 磷酸盐陶瓷 58
3.3.1 独居石 58
3.3.2 钍二磷酸盐 58
3.3.3 磷锆钾矿和磷酸锆钠 58
3.3.4 磷灰石 59
3.4 基于Zr和Hf矿物的陶瓷 59
3.4.1 锆石/氧化锆和铪石/氧化铪 59
3.4.2 立方氧化锆和氧化铪 62
3.5 石榴石/钙钛矿石 63
3.6 小结 66
参考文献 67
第4章 样品制备 75
4.1 前驱体制备 75
4.1.1 溶胶凝胶法 75
4.1.2 共沉淀法 77
4.1.3 氧化物粉末混合 78
4.2 单向热压 79
4.3 热等静压 79
4.4 冷压烧结 79
4.5 熔融结晶 81
4.6 自蔓延高温反应 82
4.7 生长单晶 83
4.8 小结 86
参考文献 86
第5章 高放射性样品的检测 88
5.1 XRD分析 88
5.2 SEM和EPMA 89
5.3 阴极射线致发光 92
5.4 光学显微镜 93
5.5 力学稳定性 95
5.6 浸出和蚀变实验 96
参考文献 100
第6章 辐照损伤 103
6.1 离子辐照 107
6.2 238Pu和244Cm掺杂 108
6.2.1 锆石/氧化锆和铪石/氧化铪陶瓷 108
6.2.2 锆石单晶 110
6.2.3 立方氧化锆陶瓷 111
6.2.4 独居石陶瓷 112
6.2.5 独居石单晶 114
6.2.6 Ti基烧绿石陶瓷 115
6.2.7 Zr基烧绿石陶瓷 116
6.2.8 钙钛锆陶瓷 117
6.2.9 石榴石陶瓷 118
6.2.10 硅酸盐磷灰石陶瓷和氯磷灰石粉末 118
6.3 自辐照/辐照损伤研究的主要观点 118
参考文献 119
第7章 路在何方？ 124
7.1 安全问题 124
7.2 燃烧(嬗变选项) 124
7.3 锕系废物的处置 125
7.4 锕系核素在地质环境中的表现 125
7.5 结论 126