磷酸盐玻璃铯固定微晶玻璃

低温成型抗浸出

将铯污染土壤与磷酸盐玻璃共烧结成铯榴石基微晶玻璃，把放射性铯封在晶体结构中，比传统烧结法成型温度降低约300°C。

Liu, Qi · Feng, Liang · Sun, Yangshan · Fang, Shuqing · Zhang, Zhengyi · Han, Na · Wang, Jing · Zhang, Chong · Wang, Tianhe

Ceramics International 2023

参数信息

CsAlSi₂O₆形成温度

900 °C

浸出率

3.35 × 10-4 g m-2 d-1

弯曲强度

30 MPa

技术优势

成型温度降约300°C

CsAlSi₂O₆在玻璃基体中约900 °C形成，显著低于传统烧结法所需温度，降低处理能耗与设备要求。

浸出率最低3.35×10⁻⁴ g m⁻² d⁻¹

添加10 wt%磷酸盐玻璃时浸出率最低，表明铯被有效固定在晶体结构中并受玻璃基质保护，降低环境迁移风险。

弯曲强度达30 MPa

在最优玻璃添加量下固化体弯曲强度最高，具备足够的机械完整性以便后续贮存与处置。

铯被封装于玻璃基质

Raman光谱与SEM证实Cs⁺进入CsAlSi₂O₆晶体结构，且晶体被玻璃基质包裹，形成双重屏障。

应用场景

• 放射性废物固化：将放射性铯固定在铯榴石晶体中，达到长期稳定固化。
• 核设施退役：处理退役设施产生的铯污染土壤，转化为稳定固化体。
• 核电站废物处理：为核电站含铯废物提供低温固化处理途径。
• 污染土壤稳定化：直接利用铯污染土壤与玻璃共烧结，实现原位稳定化。