Rūta Druteikienė, Justina Šapolaitė, Žilvinas Ežerinskis, Evaldas
      Naujalis, and Andrius Puzas
      
      Received 8 October 2014; revised 4 December 2014; accepted 20
      March 2015
      
      
RADIOAKTYVIŲJŲ ATLIEKŲ
            KIETINIMAS CEMENTU: JODO JUNGTIS SU BETONU STIPRIAI
            ŠARMINĖJE APLINKOJE
        
      Radioaktyviųjų atliekų saugyklų
        inžinerinių barjerų funkcija – užtikrinti ilgalaikį ir saugų
        pavojingų atliekų laikymą užkertant kelią nekontroliuojamam
        radionuklidų sklidimui į aplinką. Potencialus radionuklidų
        sklidimas per saugyklų inžinerinius barjerus gali atsirasti dėl
        oksiduojančio / redukuojančio aplinkos poveikio ir dėl to
        susidarančių radioaktyviųjų elementų cheminių savybių pokyčių.
        Radioaktyviųjų elementų sulaikymas kietinančioje matricoje yra
        svarbi sąlyga, leidžianti užtikrinti efektyvų radioaktyviųjų
        atliekų saugojimą.
        Darbe buvo tiriama jodo (127I) sorbcijos į hidratuotą
        cementą ir išplovimo iš jo kinetika, proceso priklausomybė nuo
        elemento cheminės formos stipriai šarminėje (pH > 12) terpėje
        naudojant / nenaudojant reduktorių Na2S2O4.
        Nustatytas jodo pasiskirstymo tarp kietos ir skystos fazės
        koeficientas (Kd). Eksperimentinėje sistemoje be reduktoriaus
        jodo Kd kito 172–1095 mL g–1 ribose, sistemoje su
        reduktoriumi jodido (I–) Kd siekė 83–92 mL g–1.
        Eksperimento rezultatai rodo, kad stipriai šarminėje aplinkoje
        jodas yra efektyviai fiksuojamas cemento matricoje ir jo
        sorbcija priklauso nuo jodo oksidacijos laipsnio.
      References
/
          Nuorodos
        
        [1] J. Tits, E. Wieland,
        C.J. Müller, C. Landesman, and M.H. Bradbury, Strontium binding
        by calcium silicate hydrates, J. Colloid Interface Sci. 
300(1),
        78–87 (2006), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.jcis.2006.03.043
        [2] M. Harfouche, E. Wieland, R. Dähn, T. Fujita, J. Tits, D.
        Kunz, and M. Tsukamoto, EXAFS study of U(VI) uptake by calcium
        silicate hydrates, J. Colloid Interface Sci. 
303(1),
        195–204 (2006), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.jcis.2006.07.019
        [3] X. Gaona, R. Dähn, J. Tits, A.C. Scheinost, and E. Wieland,
        Uptake of Np(IV) by C-S-H phases and cement paste: an EXAFS
        study, Environ. Sci. Technol. 
45(20), 8765–8771 (2011),
        
        
http://dx.doi.org/10.1021/es2012897
        [4] F.P. Glasser, J. Marchand, and E. Samson, Durability of
        concrete-degradation phenomena involving detrimental chemical
        reactions, Cement Concr. Res. 
38(2), 226–246 (2008), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconres.2007.09.015
        [5] A. Stockdale and N.D. Bryan, The influence of natural
        organic matter on radionuclide mobility under conditions
        relevant to cementitious disposal of radioactive wastes: A
        review of direct evidence, Earth Sci. Rev. 
121, 1–17
        (2013), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.earscirev.2013.02.007
        [6] D. Jacques, L. Wang, E. Martens, and D. Mallants, Modelling
        chemical degradation of concrete during leaching with rain and
        soil water types, Cement Concr. Res. 
40(8), 1306–1313
        (2010), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconres.2010.02.008
        [7] N.D.M. Evans, Binding mechanisms of radionuclides to cement,
        Cement Concr. Res. 
38(4), 543–553 (2008), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconres.2007.11.004
        [8] G. Klevinskas, A. Juodis, R. Plukienė, A. Plukis, and V.
        Remeikis, Analysis of iodine release from the defective fuel
        elements of the RBMK-1500 reactor, Lith. J. Phys. 
47(2),
        211–219 (2007), 
        
http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.47208
        [9] G. Klevinskas, A. Juodis, A. Plukis, R. Plukienė, and V.
        Remeikis, Determination of I-129 activity in the RBMK-1500 main
        circulation circuit, Nucl. Eng. Des. 
238(7), 1518–1524
        (2008), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.nucengdes.2007.10.012
        [10] V. Remeikis, A. Plukis, A. Juodis, A. Gudelis, D.
        Lukauskas, R. Druteikienė, G. Lujanienė, B. Lukšienė, R.
        Plukienė, and G. Duškesas, Study of the nuclide inventory of
        operational radioactive waste for the RBMK-1500 reactor, Nucl.
        Eng. Des. 
239(4), 813–818 (2009), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.nucengdes.2008.11.010
        [11] A. Jermolajev, L. Juodis, R. Druteikienė, and V. Remeikis.
        Implementation of the indirect assessment method for I-129 and
        Cs-135 accumulation in the RBMK-1500 reactor coolant
        purification system, Nucl. Eng. Des. 
267, 132–139
        (2014), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.nucengdes.2013.11.079
        [12] S.D. Park, J.S. Kim, S.H. Han, Y.K. Ha, K.S. Song, and K.Y.
        Jee, The measurement of 
129I in the cement and the
        paraffin solidified low and intermediate level wastes (LILWs),
        spent resin or evaporated bottom from the pressurized water
        reactor (PWR) nuclear power plants, Appl. Radiat. Isot. 
67(9),
        1676–1682 (2009), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.apradiso.2009.01.086
        [13] M. Fuhrmann, S. Bajt, and M.A. Schoonen, Sorption of iodine
        on minerals investigated by X-ray absorption near edge structure
        (XANES) and 
125I tracer sorption experiments, Appl.
        Geochem. 
13(2), 127–137 (1998), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/S0883-2927(97)00068-1
        [14] I. Bonhoure, A.M. Scheidegger, E. Wieland, and R. Dahn,
        Iodine species uptake by cement and CSH studied by I K-edge
        X-ray absorption spectroscopy, Radiochim. Acta 
90,
        647–651 (2002), 
        
http://dx.doi.org/10.1524/ract.2002.90.9-11_2002.647
        [15] M. Toyohara, M. Kaneko, H. Ueda, N. Mitsutsuka, H.
        Fujihara, T. Murase, and N. Saito, Iodine sorption onto mixed
        solid alumina cement and calcium compounds, J. Nucl. Sci. Tech.
        
37(11), 970–978 (2000), 
        
http://dx.doi.org/10.1080/18811248.2000.9714980
        [16] M. Toyohara, M. Kaneko, H. Ueda, N. Mitsutsuka, H.
        Fujihara, N. Saito, and T. Murase, Contribution to understanding
        iodine sorption mechanism onto mixed solid alumina cement and
        calcium compounds, J. Nucl. Sci. Tech. 
39(9), 950–956
        (2002), 
        
http://dx.doi.org/10.1080/18811248.2002.9715281
        [17] LST EN 196-6:2010 Methods of Testing Cement – Part 6:
        Determination of Fineness (Lithuanian Standards Board, 2010)
        [18] J. Tits, A. Jakob, E. Wieland, and P. Spieler, Diffusion of
        tritiated water and 
22Na
+ through
        non-degraded hardened cement pastes, J. Contam. Hydrol. 
61(1–4),
        45–62 (2003), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/S0169-7722(02)00112-2
        [19] S. Yang, J. Li, Y. Lu, Y. Chen, and X. Wang, Sorption of
        Ni(II) on GMZ bentonite: Effects of pH, ionic strength, foreign
        ions, humic acid and temperature, Appl. Radiat. Isot. 
67(9),
        1600–1608 (2009), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.apradiso.2009.03.118
        [20] M. Honty, M. De Craen, L. Wang, J. Madejova, A. Czimerova,
        M. Pentrak, I. Striček, and M. Van Geet, The effect of high pH
        alkaline solutions on the mineral stability of the Boom Clay –
        Batch experiments at 60 °C, Appl. Geochem. 
25(6),
        825–840 (2010), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.apgeochem.2010.03.002
        [21] I. Neretnieks, Development of a simple model for the
        simultaneous degradation of concrete and clay in contact, Appl.
        Geochem. 
43, 101–113 (2014), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.apgeochem.2014.02.009
        [22] D. Kaplan and G. Iverson, 
I-129 Test and Research to
          Support Disposal Decisions (2001), 
        
http://www.osti.gov/scitech/biblio/773564-WXmohM/native/
        [23] M.I. Ojovan, G.A. Varlackova, Z.I. Golubeva, and O.N.
        Burlaka, Long-term field and laboratory leaching tests of
        cemented radioactive wastes, J. Hazard. Mater. 
187(1–3),
        296–302 (2011), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.01.004
        [24] M. Atkins and F.P. Glasser, Application of portland
        cement-based materials to radioactive waste immobilization,
        Waste Manag. 
12(2–3), 105–115 (1992), 
        
http://dx.doi.org/10.1016/0956-053X(92)90044-J
        [25] D.A. Sverjensky and K. Fukushi, Anion adsorption on oxide
        surface: inclusion of the water dipole in modeling the
        electrostatics of ligand exchange, Environ. Sci. Technol. 
40(1),
        263–271 (2006), 
        
http://dx.doi.org/10.1021/es051521v