高熵石榴石固化体

浸出率低两个量级

一种通过高熵化晶体结构设计显著降低放射性核素浸出率的新型陶瓷固化基材。

Zhang, Shengtai · Li, Wenhao · Yong, Ge · Yiliao, Liao · 张海斌 · 段涛

Ceramics International 2023

具体参数

浸出率

{'zh': '10⁻⁷–10⁻⁹', 'en': '10⁻⁷–10⁻⁹'} g m⁻²·d⁻¹

原子尺寸差δ

{'zh': '8.29–11.28', 'en': '8.29–11.28'} %

技术优势

浸出率降两个量级

晶格畸变增大了阳离子迁移所需能量，使核素溶出受内扩散控制，从而大幅降低浸出率。

成分设计有明确窗口

高熵石榴石的结构稳定性要求原子尺寸差δ在8.29%–11.28%之间，为配方筛选提供了定量判据。

多核素可共固化

高熵设计允许在单一晶格中容纳多种核素，且浸出率保持极低，简化废物处理流程。

应用场景

• 高放废物固化：直接作为高放废物的固化基材，显著降低核素释放风险。
• 陶瓷固化基材：替代传统石榴石，提供更低的浸出率和多核素包容能力。
• 核工业材料：用于核废料处理设施，提升废物形式的长期安全性。