Wykorzystanie metody MD w projektowaniu procesu witryfikacji odpadów radioaktywnych

• Autorzy: Stoch P. , Ciecińska M. , Stoch A.

Warianty tytułu

EN

Molecular dynamic modeling (MD) in designing radioactive waste vitrification

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowano symulacje komputerową metodą dynamiki molekularnej (MD) celem określenia zmian struktury i właściwości szkła boro-krzemianowego, używanego do immobilizacji odpadów radioaktywnych, a spowodowanych wprowadzeniem Ca i Cs jako składników popiołu ze spalania odpadów szpitalnych. Dane dostarczone przez symulację MD dobrze odpowiadają współczesnej wiedzy o strukturze szkła i korelują z wynikami badań eksperymentalnych dotyczących ich właściwości termicznych oraz krystalizacji. Wyznaczone wartości współczynników dyfuzji i energii aktywacji dyfuzji składników w strukturze szkła dobrze zgadzają się z danymi eksperymentalnymi. Symulacja komputerowa ułatwia interpretację wyników eksperymentów. Dane jakich dostarcza użyta metoda są na tyle szczegółowe, że można na ich podstawie przewidywać efekty wprowadzenia do szkła odpadów dla immobilizacji składników szkodliwych.

EN

Molecular dynamic (MD) modeling was applied for determination of the changes in the structure and properties of borosilicate nuclear waste glass, resulting from the incorporation of Ca and Cs, which are the components  of hospital waste incineration ash. Results of the modeling, including diffusion coefficients and diffusion activation energy of the components in the glass structure, correspond well  to the actual knowledge of the borosilicate glass  structure and correlate accurately with experimental data on  their  thermal properties  and crystallization. Results of the  MD modeling  are accurate enough to use them for the interpretation of the results of an experimental investigation of waste glass and predict the effect of incorporation of the components of waste for their immobilization.

Słowa kluczowe

PL

dynamika molekularna; symulacja struktury szkła; szkła borokrzemianowe; witryfikacja odpadów

EN

molecular dynamic modeling; glass structure simulation; borosilicate glass; waste vitrification

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 1
• Strony: 3--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Stoch P.

autor

Ciecińska M.

autor

Stoch A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Vitrification Technologies for Treatment of Hazardous and Radioactive Waste, United States Environmental Protection Agency EPA/625/R-92/002 Maj 1992 r.
• [2] Stoch P., Stoch A.: „Ceramizacja odpadów radioaktywnych”, Materiały Ceramiczne, 3, (2007), 95-101.
• [3] Ojovan M.I., Lee W.E.: An Introduction to Nuclear Waste Immobilisation, Oxford: Elsevier Science 2005.
• [4] Ibanez R., Andres A., Viguri J.R., Ortiz I., Irabien J.A.: Journal of Hazardous Materials, A79, (2000), 215-227.
• [5] Lee C.C., Huffman G.L.: Journal of Hazardous Materials, 48, (1996), 1-30.
• [6] Choi K., Sheng J., Lee M. C., Song M. J.: Waste Management, 20, (2000), 575-580.
• [7] Ziemba B.: Technologia szkła, wyd. Arkady Warszawa 1987.
• [8] Rao K.J.: Structural Chemistry of Glasses, Elsevier Science Ltd, Oxford 2002.
• [9] Handke M., Krystalochemia krzemianów, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowe, Kraków 2005.
• [10] Plimpton S.J.: J. Comp. Phys., 117, (1995), 1-19.
• [11] Delaye J.M., Ghaleb D.: Material Science and Engineering, B37, (1996), 232-236.
• [12] Delaye J.M., Louis-Achille V., Ghaleb D., Journal of Non-Crystalline Solids, 210, (1997), 232-242.
• [13] Gou F., Graves G.N., Smith W., Winter R.: Journal of Non-Crystalline Solids, 293-295, (2001), 539-546.
• [14] Stoch P., Ciecińska M., Stoch A., „Sintering of Radioactive Hospital Waste Incineration Ash”, Journal of Nuclear Materials, (w druku).