Реакционное искровое плазменное спекание минералоподобной керамики для безопасной иммобилизации радионуклидов стронция тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Белов Антон Алексеевич

• Белов Антон Алексеевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Белов Антон Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СТРОНЦИЙ-90: СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИММОБИЛИЗАЦИИ

1.1 9(^г: свойства, наработка и практическое применение

1.2 Источники ионизирующего излучения, содержащие 9(^г: виды и назначение устройств

1.3 Материалы для иммобилизации 9(^г

1.4 Применение технологии искрового плазменного спекания для получения керамических матриц для иммобилизации 9(^г

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Материалы

2.2 Методики синтеза материалов

2.3 Методы исследования

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕАКЦИОННОГО ИСКРОВОГО ПЛАЗМЕННОГО СПЕКАНИЯ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МИНЕРАЛОПОДОБНОЙ КЕРАМИКИ, СОДЕРЖАЩЕЙ СТРОНЦИЙ

3.1 SrWO4 керамика структуры шеелита

3.2 SrAl2Si2O8 керамика структуры полевого шпата

3.3 SrTiO3 керамика структуры перовскита

3.4 SrMoO4 керамика структуры повеллита

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА КЕРАМИЧЕСКИХ АКТИВНЫХ ЗОН В КОНСТРУКЦИИ ИИИ ОТКРЫТОГО ТИПА

4.1 Методика соединения металл-керамического композита в виде ИИИ открытого типа способом реакционного плазменного спекания

4.2 Исследование физико-химических, механических характеристик и гидролитической стойкости образца активной зоны ИИИ

4.3 Оценка экологической безопасности эксплуатационных свойств полученных матриц с требованиями ГОСТ Р 50926-96, промышленными материалами и разрабатываемыми аналогами

ВЫВОДЫ

Список литературы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АНПА - автономный подводный аппарат;

АЭС - атомная электростанция;

БПЛА - беспилотный летательный аппарат;

ВАО - высокоактивные отходы;

ВС - вакуумное спекание;

ГИП- горячее изостатическое прессование;

ГП - горячее прессование;

ЖРО - жидкие радиоактивные отходы;

ИИИ - источники ионизирующего излучения;

ИПС - искровое плазменное спекание;

КТЛР - коэффициент температурного линейного расширения;

НК - неразрушающий контроль;

НРБ - нормы радиационной безопасности;

НХЛ - неходжкинская лимфа;

ОСПОРБ - основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности;

ОЯТ - отработанное ядерное топливо; РАО - радиоактивные отходы;

Р-ИПС - реакционное искровое плазменное спекание; РИТ -радиоиммунотерапия;

РИТЭГ - радиоизотопный термоэлектрический генератор;

РН - радионуклид(ы);

РС - реакционная смесь;

РТУ - радиоизотопные тепловые установки;

САО - среднеактивные отходы;

ТРО - твердые радиоактивные отходы;

ЦКП - центр коллективного пользования;

ЯТЦ - ядерный топливный цикл.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень разработанности выбранной темы

9(^г вызывает большой практический интерес в связи с его уникальными ядерно-физическими характеристиками: высокой энергией как собственного бета-распада (0,546 МэВ), так и дочернего радионуклида 90У (2,28 МэВ) [1]. Обладая высоким периодом полураспада (28,9 лет), 90Бг имеет широкую область применения при создании радиоизотопных тепловых установок (РТУ) и радиоизотопных термоэлектрогенераторов (РИТЭГов) [2]. В дополнении, стронций-90 выступает в роли родительского радионуклида для генераторов на основе короткоживущего (64,1 час) 90У в ядерной медицине [3]. Текущими наиболее яркими примерами востребованности таких электрогенерирующих устройств являются автономные навигационные системы, радиомаяки, световое оборудование, метеостанции и др., обслуживающие грузопотоки круглогодичного судоходства по Северному морскому пути (СМП), внеземные миссии по освоению ближнего Космоса, глубоководные разведывательные работы, беспилотные и роботизированные комплексы для выполнения гражданских задач в государственных интересах [4]. При этом, использование высокорадиоактивного 90Бг, безусловно, требует гарантированного достижения экологической безопасности эксплуатации устройств и аппаратов с его участием за счет обязательной иммобилизации радионуклида в специальные твердотельные матрицы.

Например, для развития торговых путей и сопутствующей инфраструктуры по СМП необходимо создать гарантированную навигацию за счет создания новых навигационных и радиомаяков, световых знаков и метеостанций. Единственным вариантом обеспечения автономного электропитания упомянутой аппаратуры является применение таких электротехнических устройств, как упомянутые выше РИТЭГи. Их использование гарантирует обеспечение электрической энергии вдоль всего СМП от побережий Сахалина, Курильских островов, Чукотки и

Саха-Якутии до островов Баренцева и Белого морей. Как было указано выше, наиболее перспективными выступают РИТЭГи на основе изотопа 90 Sr (РИТ-90). РИТ-90 представляет собой закрытый источник излучения, в котором в качестве активной композицией используется керамический 9(^гТЮ3 или стронциевое боросиликатное стекло, находящиеся в капсуле.

Несмотря на защиту капсулы с активной зоной от внешних воздействий, сложившаяся система обращения с РИТ-90 не позволяет обеспечить его физическую защиту. Авария или несанкционированное его извлечение ведет к выбросу во внешнюю среду, в том числе в акваторию моря с последующим возможным попаданием в пищу человека по пищевой цепочке «донные микроорганизмы - водоросли - рыба». Экологическая опасность применения 9(^г состоит в том, что он накапливается лучевиками, концентрирующими его в отростках-спикулах, зелеными и бурыми водорослями, панцирями ракообразных, раковинами моллюсков, что официально подтверждается МАГАТЭ.

Кроме того, критически важным фактором является стабильность матричного материала при воздействии ионизирующего излучения и большого количества тепла, образующихся в результате радиоактивного распада и изменения заряда ядра с высокоэнергетическими электронами со 9(^г2+ до 9(7г4+. Такое воздействие приводит к изменениям в структуре матрицы и нарушению ее механических свойств, что, в конечном итоге, также может вызвать выброс опасного радионуклида в окружающую среду. Поэтому крайне важно тщательно подбирать материал матрицы для иммобилизации 9(^г, учитывая не только физико-химические характеристики самой матрицы, радиационно-физические свойства самого радионуклида, но и оценки по радиоэкологической приемлемости для применения в объектах окружающей среды. [5].

В промышленности для иммобилизации 9(^г используют стекло, а в качестве альтернативы ученые активно изучают возможности кристаллической керамики и стеклокерамических композитов. Высокую перспективность представляет керамика, поскольку она обладает рядом ключевых свойств: термодинамическая стабильность, способность включать широкий ряд катионов.

Физико-химическое подобие природным минералам, представленных в формах простых и сложных оксидов, каркасных силикатов, фосфатов и алюминатов, доказавших свою стабильность в природе в течение миллионов лет [6], позволяет подбирать материалы с необходимым набором эксплуатационных параметров. Из общего известного перечня ученые выделяют перспективные изоструктурные минералоподобные соединения структуры шеелита, анортита или полевого шпата, перовскита и повеллита, которые характеризуются кристаллохимическими особенностями, обеспечивающими надежное структурное включение в свой состав 90Бг, а также ряд других изотопов, присутствующих в составе РАО.

Формирование новых и более безопасных форм минералоподобных керамических матриц способны обеспечить современные технологии. Особенно выделяют технологии электроимпульсного воздействия на порошковые материалы [7], которые могут быть использованы при высокоскоростной консолидации порошковой шихты в высококачественную керамику, пригодную для иммобилизации радионуклидов [8-10], в том числе содержащую стронций [11]. Более многообещающей представляется модификация данной технологии в виде реакционного искрового плазменного спекания (Р-ИПС). Она основана на твердофазном реакционном взаимодействии порошковых смесей непосредственно в процессе искрового плазменного нагрева с образованием керамики разного состава [12]. Высокая скорость инициирования реакционного взаимодействия компонентов, за счет быстрого локального межзеренного разогрева частиц порошков импульсным током, позволяет снизить общую температуру процесса, а также достичь гомогенности состава формируемых фаз в керамике. Данные по исследованию применений метода Р-ИПС для получения керамик минералоподобного состава и структуры, пригодных для иммобилизации радионуклидов, представлены очень ограничено: изучены только системы на основе шабазита [13], апатита Pblo(VO4)6(l-x)(PO4)6xI2 [14], цирконата (Gd2Zг2O7) [15], цирконолита [16] (CaZгTi2O7 и Ca1-xCexZгTi2-2XCг2xO7). Подобные исследования для получения минералоподобной керамики структуры шеелита (SгWO4), полевого шпата ^гА12З^08), перовскита ^гТЮ3) и повеллита ^гМо04),

в том числе для иммобилизации 9(^г, в мировой литературе полностью отсутствуют.

Согласно вышеуказанному очевидно, что новые знания о процессах консолидации и формировании керамик указанного минералоподобного состава в условиях реакционного ИПС, с учетом установления динамики спекания реакционного оксидного сырья, структурно-фазовых изменений и формировании физико-механических характеристик, а также основных эксплуатационных свойств материалов и изделий, представляют фундаментальную научную значимость для области химии и наук о функциональных материалах и технологиях их производства. Полученные научные данные являются актуальными и имеют важное значение для создания высокотехнологичного производства материалов и радиоизотопной продукции, способных повысить экологическую и радиоэкологическую безопасность при их использовании в различных отраслях промышленности, науки и техники.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Реакционное искровое плазменное спекание минералоподобной керамики для безопасной иммобилизации радионуклидов стронция»

Цель работы

Разработка минералоподобных керамических материалов с применением технологии реакционного искрового плазменного спекания для создания твердотельных матриц с улучшенными эксплуатационными свойствами, обеспечивающих высокую радиоэкологическую безопасность иммобилизации радионуклидов стронция.

В результате исследования выполнены следующие задачи:

1. Исследовать процессы, возникающие при коалесценции реакционных порошковых смесей оксидов (SrO-WOз, SrO-Al2Oз-SiO2, SrO-TiO2, SrO-MoOз) в условиях ИПС и установить влияние температурных режимов процесса на кинетику их усадки с образованием плотных керамик, содержащих стронций.

2. Изучить структурно-фазовые изменения реакционных порошковых смесей оксидов в условиях искрового плазменного разогрева при формировании

минералоподобной керамики структуры шеелита ^^04), полевого шпата (ЗгА12З^08), перовскита ^гТЮ3) и повеллита (SгMoO4).

3. Определить корреляционные тенденции во взаимосвязях физико-механических характеристик, гидролитической стойкости минералоподобных керамик со стронцием, со структурой и составом упомянутых выше матриц при различных режимах электроимпульсного спекания.

4. Разработать способ изготовления экологически-безопасной минералоподобной стронций-содержащей керамики в виде активной зоны в конструкции ИИИ-открытого типа по технологии Р-ИПС в соответствии с ГОСТ Р 50926-96 «Отходы высокоактивные отвержденные. Общие технические требования» и ГОСТ Р 52126-2003 «Отходы радиоактивные. Метод измерения химической устойчивости отвержденных радиоактивных отходов посредством длительного выщелачивания»

5. Провести оценку экологической безопасности полученных керамик путем сопоставления эксплуатационных свойств согласно ГОСТ Р 50926-96 «Отходы высокоактивные отвержденные. Общие технические требования», в том числе оценку и сравнение основного параметра гидролитической стойкости согласно ГОСТ Р 52126-2003 «Отходы радиоактивные. Метод измерения химической устойчивости отвержденных радиоактивных отходов посредством длительного выщелачивания». Провести сопоставление эксплуатационных свойств полученных керамических материалов с промышленно используемыми материалами, а также разрабатываемыми аналогами для установления соответствия качества радиоэкологической безопасности.

Научная новизна работы

1. Впервые получены, исследованы и описаны сведения о процессах консолидации реакционных порошковых смесей оксидов Зг0-А1203-

ЗЮ2, ЗЮ-ТЮ2, ЗЮ-Мо03) в условия ИПС и установлена кинетика их усадки в плотные керамики в зависимости от температурных режимов процесса.

2. Изучены и охарактеризованы структурно-фазовые изменения реакционных порошковых смесей оксидов, происходящие при различных температурах в условиях ИПС, и приводящие к формированию поликристаллической или монолитной керамики кристаллического минералоподобного состава: шеелит полевой шпат ^гА^^в), перовскит (SrTiOз) и повеллит ^гМо04).

3. Определены новые научные сведения о взаимосвязи физико-механических характеристик и гидролитической стойкости минералоподобных керамик, содержащих стронций, полученных в условиях ИПС, с их фазовым составом и структурой, в том числе установлены оптимальные температуры спекания для достижения высоких эксплуатационных свойств твердотельных матриц.

4. Изучены и впервые описаны физико-химические закономерности разработанного способа реакционного синтеза минералоподобной керамики структуры шеелита SrWO4, представленной сердечником в конструкции ИИИ-открытого типа по технологии Р-ИПС.

5. Установлено соответствие эксплуатационных свойств полученных керамик ГОСТу Р 50926-96 «Отходы высокоактивные отвержденные. Общие технические требования», включая оценку и сравнение основного параметра гидролитической стойкости согласно ГОСТу Р 52126-2(0 «Отходы радиоактивные. Метод измерения химической устойчивости отвержденных радиоактивных отходов посредством длительного выщелачивания». Дана экологическая оценка при сравнении характеристик известных промышленных и разрабатываемых аналогов матриц с разработанными материалами, обеспечивающих высокое качество радиоэкологической безопасности.

Практическая значимость работы определяется впервые установленными научными и экспериментальными сведениями, которые обосновывают возможность использования метода реакционного искрового плазменного спекания с целью получения твердотельных матриц на основе минералоподобных

керамик с регулируемыми и улучшенными эксплуатационными характеристиками, пригодных для надежной и безопасной иммобилизации радионуклидов стронция. В том числе, разработан новый способ изготовления тестового изделия ИИИ-открытого типа на основе минералоподобной керамической активной зоны, качество которой превосходит характеристики известных аналогов различных керамических матриц со стронцием. Способ обеспечивает высокую эффективность производства керамик и изделий за счет короткого технологического цикла разогрева при относительно низких температурных режимах в одну стадию спекания, по сравнению с традиционными промышленными способами. Дана экологическая оценка эксплуатационных свойств керамик, полученных предложенным методом, на основании Российских стандартов ГОСТ Р 50926-96, ГОСТ Р 52126-2003, а также проведено сравнение с известными промышленными материалами и перспективными аналогами, применяемыми для безопасной иммобилизации стронция-90 в процессах обращения с радиоактивными отходами и изготовления матричных композиций для эксплуатации радиационных источников тока. Промышленное масштабирование данной технологии способно повысить энергоэффективность и безопасность процесса и, тем самым, позволяет снизить себестоимость продукции и увеличить радиационную безопасность ее производства и эксплуатации, а также улучшить качество изделий. Получен патент на изобретение Российской Федерации.

Методология и методы диссертационного исследования

Для реализации диссертационного исследования и получения автором достоверных сведений использовались накопленные теоретические знания (гипотетический метод, исторический метод, классификация, формализация, аксиоматический метод), эмпирические методы исследования (моделирование, эксперимент, наблюдение, измерение, описание), а также использовалось современное, сертифицированное оборудование и методы анализа: рентгенофазовый анализ, энергодисперсионная спектроскопия, атомно-

адсорбционная спектрометрия, растровая электронная микроскопия. Для исследования физико-механических характеристик были реализованы методы гидростатического взвешивания, определения прочности при сжатии и микротвердости по Виккерсу.

Положения, выносимые на защиту

1. Сведения о процессах коалесценции реакционных порошковых смесей оксидов (SrO-WOз, ЗЮ-АШз-ЗЮ2, ЗЮ-ТЮ2, SrO-MoOз) в условия ИПС, включая установление кинетики их усадки в плотные керамики в зависимости от температурных режимов процесса.

2. Взаимосвязь структурно-фазовых изменений для полученных реакционным спеканием минералоподобных керамик, содержащих стронций, при температурных режимах ИПС.

3. Сведения о корреляционных тенденциях во взаимосвязи физико-механических характеристик и гидролитической стойкости минералоподобных керамик, содержащих стронций, со структурой и составом при различных режимах электроимпульсного спекания.

4. Физико-химические закономерности нового способа получения сердечников для конструирования источников ионизирующего излучения на основе минералоподобной керамики, содержащей стронций, методом электроимпульсного спекания.

5. Результаты экологической оценки эксплуатационных свойств полученных керамик согласно Российским стандартам ГОСТ Р 50926-96, ГОСТ Р 52126-2003, а также результаты сравнительного анализа эксплуатационных свойств полученных керамических материалов с промышленно используемыми материалы и разрабатываемыми аналогами для установления соответствия качества радиоэкологической безопасности.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением комплекса современных взаимодополняющих физико-химических и физико-

механических методов исследования, и подтверждается их воспроизводимостью, представлением и обсуждением установленных закономерностей на российских и международных научных конференциях, а также публикациями в рецензируемых научных журналах.

Личный вклад автора включает проведение литературного обзора по теме исследования, формулирование цели и задач совместно с научным руководителем, планирование и реализация экспериментов. Автором осуществлен выбор составов и получение экспериментальных образцов керамических материалов, оптимизированы технологические режимы их изготовления по технологии реакционного искрового плазменного спекания, исследованы физико-химические характеристики, проведены измерения относительной плотности, гидролитической стойкости полученных керамических образцов, оценены эксплуатационные характеристики. Автор принимал участие в обработке, интерпретации и обобщении полученных в ходе исследования результатах, а также подготовке публикаций и патента РФ на изобретение по теме диссертационного исследования.

Апробация работы

Устные доклады с результатами работы были представлены на конференциях Российского и международного уровня: X Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии, Ломоносов-2020, V всероссийская конференция «Химия и химическая технология: достижения и перспективы», XIX Всероссийская научно-практическая конференция «Дни науки-2019», Региональная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных по естественным наукам, V всероссийская конференция «Химия и химическая технология: достижения и перспективы», Х Российская конференция «Радиохимия-2022», XXIII международная научно-практическая конференция «Химия и химическая технология в XXI веке».

Публикации

Автор имеет всего 38 научных публикации, из них по теме диссертации опубликовано 4 научные статьи в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК («Журнал неорганической химии», «Nuclear Engineering and Technology», «Vacuum», «Materials»), 1 патент РФ на изобретение и 6 тезисов докладов научных конференций.

Соответствие темы диссертации паспорту специальности

Диссертационная работа соответствует паспорту специальности 1.5.15. -Экология (химические науки): 3. «Научное обоснование, разработка и совершенствование методов проектирования технико-технологических систем и нормирования проектной и изыскательской деятельности, обеспечивающих минимизацию антропогенного воздействия на живую природу химической и нефтегазовой отрасли», 4. «Инженерная защита экосистем. Прогнозирование, предупреждение и ликвидация последствий загрязнения окружающей среды от техногенных аварий и катастроф в химической и нефтегазовой промышленности».

Структура и объем диссертации

Содержание диссертационной работы изложено на 128 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов и списка цитируемой литературы, включает 46 рисунков, 6 таблиц, 157 ссылок на отечественные и зарубежные научные работы и нормативные документы.

Благодарности

Автор выражает свою благодарность научному руководителю, член-корреспонденту РАН, д.х.н., профессору Тананаеву И.Г., за помощь в подготовке диссертационной работы. Также, автор признателен сотрудникам Департамента ядерных технологий к.х.н. Папынову. Е.К., к.х.н. Шичалину О.О., к.х.н. Буравлеву И.Ю., к.х.н. Дранькову А.Н., к.х.н. Красицкой С.Г.,

к.х.н. Патрушевой О.В. и др. за обсуждение, формулировки и обобщение научных результатов, планирование и проведение экспериментов. Исследование имеет завершенный вид благодаря помощи, консультации и поддержке, которые получил автор на протяжении всех этапов воплощения диссертационного исследования.

ГЛАВА 1 СТРОНЦИЙ-90: СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, МАТЕРИАЛЫ И

МЕТОДЫ ИММОБИЛИЗАЦИИ

1.1 90Зг: свойства, наработка и практическое применение

Стронций - щелочноземельный металл, 38-й элемент периодической таблицы. Всего известно 35 изотопов стронция от 7^г до 10"^г. В отличие от нечетных элементов, состоящих обычно из одного или двух стабильных изотопов, природный стронций состоит из стабильных изотопов 84Бг, 86Бг, и 88Бг.

Помимо стабильных изотопов из ряда от 7^г до 107Бг, известны радиоактивные изотопы, среди которых к относительно долгоживущим относят 90Бг, 89Бг, 8^г и 85Бг [1]. В дополнение к четырем стабильным изотопам, естественным образом присутствующим в почве, 90^г присутствует в поверхностном слое почвы по всему миру вследствие выпадения в результате прошлых испытаний ядерного оружия в атмосфере. Средняя концентрация 90^г в поверхностной почве составляет около 0,1 пКи/г. На миграцию 90^г в окружающей среде сильно влияет его химическая форма. 90^г относительно подвижен и может перемещаться с просачивающейся водой в нижележащие слои почвы и в грунтовые воды. Стронций преимущественно прилипает к частицам почвы, и его количество в песчаной грунте обычно значительно превышает содержание в поровой воде (вода в поровом пространстве между частицами).

Стронций может попасть в организм с пищей, питьевой водой или вдыханием воздуха. Желудочно-кишечная абсорбция из пищи или воды является основным источником внутреннего отложения стронция у населения [17]. В среднем от 30 % до 40 % поступившего стронция всасывается в кровоток. Всасывание выше (около 60 %) у детей первого года жизни. Взрослые, соблюдающие пост и диету с низким содержанием кальция, также могут увеличить всасывание в кишечнике до этих уровней, поскольку организм рассматривает стронций как замену кальция. Стронций ведет себя аналогично кальцию (но не контролируется гомеостатически, то есть организм активно регулирует его уровни внутри клеток), но живые организмы обычно используют и

сохраняют его менее эффективно. Около 15 % того, что попадает в кровоток, откладывается в костях; остальная часть поступает в мягкие ткани (главным образом в почки) и внеклеточную жидкость плазмы и выводится с мочой. Биологический период полураспада стронция, остающегося в организме, составляет около 30 лет.

90Sr представляет опасность для здоровья только при попадании в организм. 90Sr концентрируется на поверхности костей и костном мозге, а его относительно длительный период радиоактивного полураспада (29 лет) в сочетании с длительным биологическим периодом полураспада для удаления (30 лет) делает его одним из наиболее опасных продуктов радиоактивных осадков. Опухоли костей и органов, образующих клетки крови, являются основной проблемой здравоохранения. Эти опухоли связаны с бета-частицами, выделяющимися при радиоактивном распаде 90Sr и 90Y.

Коэффициенты риска смертности от рака в течение жизни были рассчитаны почти для всех радионуклидов, включая 90Sr. Большая часть риска связана с бета-частицей высокой энергии, испускаемой 90Y. Хотя коэффициент риска при проглатывании ниже, чем при вдыхании, проглатывание, как правило, является наиболее распространенным способом попадания в организм. Как и в случае с другими радионуклидами, коэффициент риска для водопроводной воды составляет около 80 % от коэффициента риска для питьевой воды. Помимо потенциальных радиогенных эффектов 90Sr ингибирует кальцификацию и вызывает деформации костей у животных, особенно в высоких дозах. Значение токсичности EPA, используемое для оценки возможности нераковых эффектов, называется эталонной дозой. Это оценка максимальной дозы, которую можно принимать каждый день, не вызывая неблагоприятных нераковых эффектов. Референтная доза, используемая для оценки неракового воздействия 90Sr при пероральном воздействии, составляет 0,6 мг/кг в день. Это значение было получено путем изучения подопытных животных, получавших относительно высокие дозы в течение жизни, с последующей корректировкой и нормализацией этих результатов до мг/кг в день для людей [17].

Несмотря на высокую опасность 90Зг, он является наиболее промышленно нарабатываемым и широко используемым радионуклидом. Это единственный радиоактивный изотоп стронция, который производится из ОЯТ и соответствующих РАО [18]. При делении 1 тонны 235и выделяется 22,8 ТВт-ч энергии. На все ядерные реакторы в мире расходуется около 313,6 тонн 235и [19]. Полагая, что выход 90Зг составляет 5 %, получаем производство в 15,7 тонн 90Зг в год, что соответствует активности 8 х 1019 Бк. При хранении существенная часть производимого стронция распадается вместе с другими ВАО. Строго говоря, 89Зг также является продуктом деления, но он полностью распадается во время охлаждения отработанного топлива перед переработкой (обычно это занимает не менее 3-5 лет); поэтому, рафинаты процесса РЦКЕХ содержат 9(^г с незначительными примесями стабильных изотопов [18]. Схема распада:

9<Ьк р- 90С в- (0 5459 ШВ) 90^ в- (2 28 ШВ) 907 , * Ч ПЛ

37Rb ^ з0Sr -> ^-> 90^г (стаб.) (1)

Комбинация чистого бета-излучения 90Зг и образование дочернего 90У обуславливает дуализм областей применения: стронций используется в качестве бета-излучателя в бета-источниках и источниках энергии, а также в качестве исходного нуклида для генераторов 90У в ядерной медицине. Бета-источники на основе 90Зг весьма популярны в качестве калибровочных источников для радиометров и дозиметров, поскольку 90Зг требует значительно меньшего экранирования по сравнению с другими популярными источниками гамма-излучения, содержащими или 60Со. ВМС США активно применяет 90Зг в системе контроля лопастей в полете для отслеживания их структурного состояния.

Нашел свое применение 90Зг и в ядерной медицине. Существуют два независимых направления: ядерная визуализация и ядерная терапия. В обоих направлениях требуются короткоживущие радионуклиды, позволяющие быстро снижать активность сразу у пациента; это единственное общее требование для всех медицинских радионуклидов. Сам по себе 9(^г не подходит для ядерной

медицины из-за слишком большого периода полураспада. Однако его дочерний радионуклид 90Y (T1/2 = 64,14 ч.) используется в терапии различных опухолей.

В частности распад 90 Sr до 90Y стал широко используемым в терапии рака благодаря физическим свойствам 90Y, которые включают высокую энергию в-излучения (Epiax = 2,28 МэВ; Ев = 0,76 МэВ) [20] с диапазоном в тканях более длинным, чем у других в частиц, который не сопровождается значительной эмиссией ни гамма (1,761 МэВ, 5,8 х 109 %; 2,186 МэВ, 1,4 х 106 %), ни рентгеновских лучей, и периодом полураспада (T1/2 = 64,14 ч) [21], который сопоставим с фармакокинетикой многих молекул, нацеленных на опухоли [22]. Исследования по использованию 90Y были начаты несколько десятилетий назад в связи с большими ожиданиями, что моноклональные антитела обеспечат эффективную целенаправленную терапию рака.

Активно проводятся совершенствования в терапевтической технике. В настоящее время два коммерчески доступных устройства на основе 90Y используются в различных дозиметрических моделях. Это смоляные микросферы (SIR-Spheres®, Sirtex, AU) с расчетом эмпирическим методом [23], и стеклянные микросферы (TheraSphere®, BTG Biocompatibles, Великобритания) с расчетом в фиксированном диапазоне доз [24].

Микросферы SIR-Spheres получили одобрение для лечения метастазов в печени в результате исследования воздействия на заболевание печени при использовании комбинации микросфер и внутрипеченочного флоксуридина [25]. Многочисленные исследования подтвердили пользу радиоэмболизации микросферами 90Y для пациентов с метастазами в печень, в качестве первой линии терапии, и для пациентов, которые прошли интенсивную предварительную химиотерапию [26].

Радиоиммунотерапия (РИТ) является безопасным и активным методом лечения неходжкинских лимфом (НХЛ). В частности, два моноклональных антитела против CD20 - Zevalin (9(^-ибритумомаб-тиуксетан) и Bexxar (131I-тозитумомаб) - получили одобрение FDA для лечения

рецидивирующих/рефрактерных индолентных или трансформированных НХЛ [27]. РИТ, вероятно, является наиболее эффективным и наименее токсичным противораковым препаратом при НХЛ.

Радиотерапия стала более эффективной в уничтожении опухоли молочной железы, как правило, с комбинированной химиотерапией (обычно 5-фторурацил рти] в дозах >50 Гр), благодаря технологическим достижениям в планировании и проведении лечения. Одним из подходов в лечении является имплантация источников излучения в опухоль, т. е. брахитерапия, с использованием микросфер иттрия-90.

Всемирное внедрение иттрий-90 для лечения рака печени резко возросло за последнее десятилетие. Радиоэмболизация является в настоящее время ключевым компонентом в алгоритме лечения рака печени [28]. Хотя 90У традиционно используется на поздних стадиях заболевания, в последнее время его стали применять на более ранних стадиях [29]. Предполагается введение в сосуды эмболических частиц, заряженных радионуклидом, которые задерживаются в злокачественных микрососудах. Поскольку РЭ доставляет высокие дозы ионизирующего излучения в опухолевый очаг при сохранении допустимого уровня облучения нормальной печени, ее можно рассматривать как форму брахитерапии, и ее также называют селективной внутренней радиотерапией.

90Бг может быть востребован в научной области при изучении воздействия ионизирующего излучения на живые организмы и экосистемы. Проводятся исследования биологических эффектов длительного воздействия низких доз ионизирующего излучения, устойчивости различных видов к повышенным уровням радиации и потенциальные каскадные эффекты в экосистемах. Некоторые темы, изучаемые в этой области, могут включать изучение изменений репродуктивной системы и развития, повреждения ДНК и частоту мутаций, вызванных воздействием ионизирующего излучения. Кроме этого, проводится мониторинг переноса загрязняющих веществ. Исследователи окружающей среды используют 90Бг в качестве радиоиндикатора при изучении переноса отложений и

потока воды. Свойства 90Бг делают его эффективным индикатором гидродинамики и миграции частиц в различных средах, таких как реки, устья и водоносные горизонты подземных вод. Мониторинг движения 90Бг в этих системах позволяет ученым лучше понять распределение, транспорт и накопление других радиоактивных изотопов и загрязнителей, из чего в дальнейшем создаются прогнозные модели для управления загрязненными водными источниками и системами отложений. Также, активно изучают эффективность различных методов восстановления загрязненных почв, отложений и водоемов, что может принести пользу от использования 90Бг в качестве источника ионизирующего излучения. Моделируя события радиологического загрязнения, исследователи могут оценить эффективность стратегий восстановления, направленных на удаление или снижение уровня радиоактивного загрязнения в пострадавшей среде. Различные методы, такие как фиторемедиация [30], химическая обработка на месте или использование наночастиц для адсорбции, можно протестировать и сравнить, используя 90Бг в качестве модельного загрязнителя. Однако, при использовании 90Бг для исследований в области окружающей среды крайне важно, чтобы обращение, экспериментирование и утилизация изотопа соответствовали строгим протоколам и правилам безопасности, с целью минимизации рисков для исследователей, окружающей среды и населения. Использование строцния-90 совместно с другими применяемыми индикаторами радиоактивного загрязнения способно привести к более глубокому понимаю миграционных процессов загрязнителей, а следовательно, предоставит возможности создания эффективных методик и стратегий по восстановлению стабильности и устранению экологических рисков.

Высокая энергия распада 90Бг обеспечивает высокую плотность мощности. 90Бг является относительно мягким бета-излучателем, а его дочерний нуклид 90У является одним из самых тяжелых бета-излучателей с максимальной энергией 2.27 МэВ. Благодаря этому удельная мощность 90Бг довольна высока. 90Бг обладает всеми необходимыми характеристиками, определяющими его широкое применение в конструкциях источников ионизирующего излучения (ИИИ)

различного практического назначения, информация о которых представлена далее в исследовательской работе.

1.2 Источники ионизирующего излучения, содержащие 908г: виды и

назначение устройств

Источники ионизирующего излучения представляют собой конструкции закрытого и открытого типа. Наиболее распространенными являются ИИИ-закрытого типа (рисунок 1а), состоящие из защитной оболочки, в которую заключен радиоактивный материал «активная зона» (сердечник). Защитная оболочка, называемая капсулой, ампулой, корпусом, герметичным контейнером, изготавливается из материала, устойчивого к механическому, температурному, химическому и радиационному воздействии. Обычно такими материалами являются нержавеющие стали, реже титан, латунь, бронза и другие сплавы. Основное назначение оболочки состоит в предотвращении утечки и распространения радиоактивного материала, а также в обеспечении безопасности обращения с ним [31]. В случае, когда активная зона не герметизируется, а остается открытой, но прочно закрепляется на стальном носителе (держателе), такая конструкция относится к ИИИ-открытого типа (рисунок 1 б).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Белов Антон Алексеевич, 2023 год

Список литературы

1. Semenishchev V.S. Isotopes of strontium: Properties and applications / V.S. Semenishchev, A.V. Voronina // Handbook of Environmental Chemistry. - 2020. -Vol. 88. - P. 25-42.

2. Kyuhak O.H. Theoretical maximum efficiencies of optimized slab and spherical betavoltaic systems utilizing sulfur-35, strontium-90, and yttrium-90 / O.H. Kyuhak, M.A. Prelas, J.B. Rothenberger, E.D. Lukosi, J. Jeong, D.E. Montenegro, R.J. Schott, C.L. Weaver, D.A. Wisniewski // Nuclear Technology. - 2012. - Vol. 179. -№. 2. - P. 234-242.

3. Silva R.M. Low cost electron irradiator using 90Sr + 90Y sources / R.M. Silva, W. Belinato, W.S. Santos, L.F. Souza, A.P. Perini, L.P. Neves, D.N. Souza // Radiation Physics and Chemistry. - 2020. - Vol. 167. - № November. - P. 108235.

4. Prelas M.A. A review of nuclear batteries / M.A. Prelas, C.L. Weaver, M.L. Watermann, E.D. Lukosi, R.J. Schott, D.A. Wisniewski // Progress in Nuclear Energy. -2014. - Vol. 75. - P. 117-148.

5. Jantzen C.M. Radioactive waste (RAW) conditioning, immobilization, and encapsulation processes and technologies: overview and advances / C.M. Jantzen, W.E. Lee, M.I. Ojovan // Radioactive Waste Management and Contaminated Site Clean-Up: Processes, Technologies and International Experience. - 2013. - P. 171-272.

6. Orlova A.I. Glassy wasteforms for nuclear waste immobilization / A.I. Orlova, M.I. Ojovan // Materials. - 2019. - Vol. 12. - № 16. - P. 2638.

7. Hu Z.Y. A review of multi-physical fields induced phenomena and effects in spark plasma sintering: Fundamentals and applications / Z.Y. Hu, Z.H. Zhang, X.W. Cheng, F.C. Wang, Y.F. Zhang, S.L. Li // Materials & Design. - 2020. -Vol. 191. - P. 108662.

8. Clark B.M. Microstructures of Melt-Processed and Spark Plasma Sintered Ceramic Waste Forms / B.M. Clark, P. Tumurugoti, S.K. Sundaram, J.W. Amoroso, J.C. Marra, K.S. Brinkman // Metallurgical and Materials Transactions E. - 2014. -Vol. 1. - № 4. - P. 341-348.

9. Orlova A.I. Fabrication of NaZr2(PO4)3-type ceramic materials by spark plasma sintering / A.I. Orlova, A.K. Koryttseva, A.E. Kanunov, V.N. Chuvil'deev, A.V. Moskvicheva, N.V. Sakharov, M.S. Boldin // Inorganic Materials. - 2012. -Vol. 48. - № .3 - P. 313-317.

10. Shichalin O.O. Spark Plasma Sintering of Aluminosilicate Ceramic Matrices for Immobilization of Cesium Radionuclides / O.O. Shichalin, E.K. Papynov, V.Y. Maiorov, A.A. Belov, E.B. Modin, I.Y. Buravlev, Y.A. Azarova, A.V. Golub, E.A. Gridasova, A.E. Sukhorada, I.G. Tananaev, V.A. Avramenko // Radiochemistry. -2019. - Vol. 61. - № 2. - P. 185-191.

11. Potanina E.A. Spark Plasma Sintering of fine-grained SrWO4 and NaNd(WO4)2 tungstates ceramics with the scheelite structure for nuclear waste immobilization / E.A. Potanina, A.I. Orlova, D.A. Mikhailov, A.V. Nokhrin, V.N. Chuvil'deev, M.S. Boldin, N.V. Sakharov, M. Lantcev, M.G. Tokarev, A.A. Murashov // Journal of Alloys and Compounds. - 2019. - Vol. 774. - P. 182-190.

12. Papynov E.K. ZrO2-phosphates porous ceramic obtained via SPS-RS "in situ" technique: Bacteria test assessment / E.K. Papynov, O.O. Shichalin, Y.E. Skurikhina, V.B. Turkutyukov, M.A. Medkov, D.N. Grishchenko, A.S. Portnyagin, A.S. Merkulov, E.B. Apanasevich V.I., G.I. Beltser, I.O. Evdokimov, I.S. Afonin, A.M. Zaharenko, I.G. Tananaev, I.G. Agafonova // Ceramics International. - 2019. -Vol. 45. - № 11. - P. 13838-13846.

13. Harnett L.C. Reactive spark plasma synthesis of Cs-exchanged chabazite: characterisation and durability assessment for Fukushima Daiichi NPP clean-up / L.C. Harnett, L.J. Gardner, S.K. Sun, C. Mann, N.C. Hyatt // Journal of Nuclear Science and Technology. - 2019. - Vol. 56. - № 9-10. - P. 891-901.

14. Gallet S. Le Spark plasma sintering of iodine-bearing apatite / S. Le Gallet, L. Campayo, E. Courtois, S. Hoffmann, Y. Grin, F. Bernard, F. Bart // Journal of Nuclear Materials. - 2010. - Vol. 400. - № 3. - P. 251-256.

15. Wang L. Rapid synthesis of high densified single phase ceramic Gd2Zr2O7 by spark plasma sintering / L. Wang, X. Shu, X. Lu, Y. Wu, Y. Ding, S. Zhang // Materials Letters. - 2017. - Vol. 196. - P. 403-405.

16. Blackburn L.R. Synthesis and characterisation of Cai-xCexZrTi2-2xCr2xO7: Analogue zirconolite wasteform for the immobilisation of stockpiled UK plutonium / L.R. Blackburn, S.K. Sun, S.M. Lawson, L.J. Gardner, H. Ding, C.L. Corkhill,

E.R. Maddrell, M.C. Stennett, N.C. Hyatt // Journal of the European Ceramic Society. -2020. - Vol. 40. - № 15. - P. 5909-5919.

17. Василенко И.Я. Стронций радиоактивный / Василенко И.Я. // Энергия: экономика, техника, экология. - 2002. - Т. 4. - С. 26-32.

18. Pathak P. Strontium Contamination in the Environment / P. Pathak, D.K. Gupta // Ed. by B. Damia, A.G. Kostianoy. Cham: Springer International Publishing, 2020. - 250 pp.

19. IAEA Nuclear Power Reactors in the World / IAEA - Vienna: IAEA, 2018. -Iss. 2018. - 79 pp.

20. Qaim S.M. Therapeutic radionuclides and nuclear data / S.M. Qaim // Radiochimica Acta. - 2001. - Vol. 89. - № 4-5. - P. 297-302.

21. Seaborg G.T. Table of Isotopes / G.T. Seaborg, I. Perlman // Reviews of Modern Physics. - 1948. - Vol. 20. - № 4. - P. 585-667.

22. Chinol M. Pretargeted radioimmunotherapy of cancer / M. Chinol, C. Grana, R. Gennari, M. Cremonesi, J.G. Geraghty, G. Paganelli // Radioimmunotherapy of Cancer. - 2000. - P. 169-193.

23. Sirtex Medical Limited SIR-Spheres ® Y-90 resin microspheres (Yttrium-90 microspheres) / Sirtex Medical Limited // Date of Issue. - 2017. - Vol. 57. - № 3. -P. 3- 5.

24. Cremonesi M. Radioembolization of hepatic lesions from a radiobiology and dosimetric perspective / M. Cremonesi, C. Chiesa, L. Strigari, M. Ferrari, F. Botta,

F. Guerriero, C. De Cicco, G. Bonomo, F. Orsi, L. Bodei, C.M. Grana, R. Orecchia // Frontiers in Oncology. - 2014. - Vol. 4. - P. 210.

25. Gray B. Randomised trial of SIR-Spheres® plus chemotherapy vs. chemotherapy alone for treating patients with liver metastases from primary large bowel cancer / B. Gray, G. Van Hazel, M. Hope, M. Burton, P. Moroz, J. Anderson, V. Gebski // Annals of Oncology. - 2001. - Vol. 12. - № 12. - P. 1711-1720.

26. Jakobs T.F. Hepatic Yttrium-90 Radioembolization of Chemotherapy-refractory Colorectal Cancer Liver Metastases / T.F. Jakobs, R.T. Hoffmann, K. Dehm, C. Trumm, H.J. Stemmler, K. Tatsch, C. La Fougere, R. Murthy, T.K. Helmberger, M.F. Reiser // Journal of Vascular and Interventional Radiology. - 2008. - Vol. 19. -№ 8. - P. 1187-1195.

27. Cicone F. Dosimetric Approaches for Radioimmunotherapy of Non-Hodgkin Lymphoma in Myeloablative Setting / F. Cicone, A. Sarnelli, C. Guidi, M.L. Belli, M.E. Ferrari, R. Wahl, M. Cremonesi, G. Paganelli // Seminars in Nuclear Medicine. - 2022. - Vol. 52. - P. 191-214.

28. Gaba R.C. Quality Improvement Guidelines for Transarterial Chemoembolization and Embolization of Hepatic Malignancy / R.C. Gaba, R.P. Lokken, R.M. Hickey, A.J. Lipnik, R.J. Lewandowski, R. Salem, D.B. Brown, T.G. Walker, J.E. Silberzweig, M.O. Baerlocher, A.M. Echenique, M. Midia, J.W. Mitchell, S.A. Padia, S. Ganguli, T.J. Ward, J.L. Weinstein, B. Nikolic, S.R. Dariushnia // Journal of Vascular and Interventional Radiology. - 2017. - Vol. 28. - № 9 - P. 1210-1223.

29. Salem R. 90Y Radioembolization significantly prolongs time to progression compared with chemoembolization in patients with hepatocellular carcinoma / R. Salem, A.C. Gordon, S. Mouli, R. Hickey, J. Kallini, A. Gabr, M.F. Mulcahy, T. Baker, M. Abecassis, F.H. Miller, V. Yaghmai, K. Sato, K. Desai, B. Thornburg, A.B. Benson, A. Rademaker, D. Ganger, L. Kulik, R.J. Lewandowski // Gastroenterology. -2016. - Vol. 151. - № 6. - P. 1155-116337.

30. Cheng X. Photosynthesis and growth of Amaranthus tricolor under strontium stress / Cheng X., Chen C., Hu Y., Guo X., Wang J. // Chemosphere. - 2022. -Vol. 308. - P. 136234.

31. Алой А.С. Источники ионизирующего гамма-излучения с цезием-137. Свойство, производство, применение. / А.С. Алой, С.В. Баранов, М.В. Логунов, О.М. Слюнчев, А.Г. Харламова - Озерск: РИЦ ВРБ ФГУП «ПО «Маяк»», 2013. -232 c.

32. Crook J. Brachytherapy North of the Border / Crook J. // ASTRONews. -2019. - P. 10-25.

33. Стенина В.А. Преимущества радиационной стерилизации медицинских изделий перед другими методами стерилизации / В.А. Стенина // Молодежь и наука. - 2021. - Т. 1.

34. Chen Q. Quantitatively determining gas content using pulsed neutron logging technique in closed gas reservoir / Q. Chen, F. Zhang, F. Qiu, Z. Wang, Y. Liu, Q. Zhang, L. Tian, J. Fan, Q. Liang // Journal of Petroleum Science and Engineering. -2021. - Vol. 198. - P. 108149.45.

35. Bossi R.H. Nondestructive Testing Handbook, Radiographic Testing / R.H. Bossi, F.A. Iddings, G.C. Wheeler / by edit. P.O. Moore. - American Society for Nondestructive Testing, 2002. - Iss. Third - 696 pp.

36. Zhang Q. An alternative method for sourceless density measurement with boron sleeve gamma detectors / Q. Zhang, R. Deng, S. Zhang, F. Zhang, J. Liu, H. Liao // Applied Radiation and Isotopes. - 2021. - Vol. 174. - P. 109785.

37. Jenkins B.D.Radioactive Sources / B. D. Jenkins, T. K. Kroc - Washington, D.C.: National Academies Press, 2022.- 194 c.

38. Li Z.Q. Application and preparation of strontium titanate and rare earth modified strontium titanate heat source / Z.Q. Li, X.H. Zhang, R. Guo, F. Yang, M.C. Li, H. Chen // Chinese Rare Earths. - 2023. - Vol. 44. - P. 182-189

39. Du G. Structure design and performance analysis of 90Sr radioisotope thermoelectric generator / G. Du, Y. Li, G. Li, R. Guo, C;, G. Liu, J. Wang // Nuclear Power Engineering. - 2023. - Vol. 44. - P. 104-111.

40. Бибик И.С. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы: большое в малом / И.С. Бибик, А.И. Вальцева // Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии». - 2015. - Т. 45. - № 1. - С. 351-354.

41. SNAP-21 program, phase ii. deep sea radioisotope-fueled thermoelectric generator power supply system. Quarterly Report No. 9, July 1, September 30, 1968. / -U.S. Atomic Energy Commission: Minnesota Mining and Manufacturing Company. Electrical Products Group, 1968. - 149 pp.

42. IAEA Annual Report 2013 / IAEA // International Atomic Energy Agency (IAEA) - 2013. - № December. - 117 pp.

43. Серебряков Б.Е. PRoAtom - РИТЭГи в Антарктиде [Электронный ресурс]. URL: http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=7515 (accessed: 15.01.2022).

44. Abo-Mosallam H.A. Influences of SrO on the structure, thermo-physical and chemical properties of zinc iron borophosphate glasses as host matrices for radioactive waste / H.A. Abo-Mosallam // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2021. - Vol. 571. -P. 7.

45. Новости - Правительство России [Электронный ресурс]. URL: http://government.ru/news/20580/ (accessed: 15.01.2022).

46. Miley G. A Nanopore Multilayer Isotope Battery Using Radioisotopes from Nuclear Wastes / G. Miley, N. Luo // 9th Annual International Energy Conversion Engineering Conference. - 2011.

47. В сахалинском заливе Анива обнаружен очередной РИТЕГ [Электронный ресурс]. URL: https://regnum.ru/news/2315434 (accessed: 06.09.2023).

48. Антипов С.В. Радиоэкологические последствия эксплуатации и утилизации объектов атомного флота в дальневосточном регионе / С.В. Антипов, В.Д. Ахунов, В.П. Билашенко, В.Л. Высоцкий, Д.И. Гичев, Н.А. Дианский, Р.И. Калинин, Н.И. Лысенко, А.А. Саркисов, А.С. Саркисян, Ю.В. Сивинцев, П.А. Шведов, Ю.П. Шульган / под ред. А.А. Саркисова. - Москва : Труды ИБРАЭ, 2010. - 391 c.

49. Ojovan M.I. Glassy wasteforms for nuclear waste immobilization / M.I Ojovan, W.E. Lee // Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. - 2011. - Vol. 42. - № 4. - P. 837-851.

50. Hatch L.P. Ultimate Disposal of Radioactive / L.P. Hatch // American Scientist. - 1953. - Vol. 41. - № 3. - P. 410-421.

51. Schoebel R.O. Stabilization of high level waste in ceramic form / R.O. Schoebel // Bull. Am. Ceram. Soc. - 1975. - Vol. 54. - P. 459.

52. Ringwood A.E. SYNROC: Leaching performance and process technology / A.E. Ringwood, V.M. Oversby // International seminar on chemistry and process engineering for high-level liquid waste solidification. - 1981. - P. 495-506.

53. McCarthy G.J. Crystal chemistry of the synthetic minerals in current supercalcine-ceramics / G.J. McCarthy, J.G. Pepin, D.E. Pfoertsch // Applications of Cryogenic Technology. - 1979. - P. 315-320.

54. Moghissi A.A. Radioactive waste forms for the future / A.A. Moghissi // Waste Management - 1990. - Vol. 10. - № 1. - P. 79.

55. Raison P.E. Fundamental and technological aspects of actinide oxide pyrochlores: relevance for immobilization matrices / P.E. Raison, R.G. Haire, T. Sato, T. Ogawa // MRS Online Proceedings Library (OPL) - 1999. - Vol. 556. - P. 3-10.

56. Ringwood A.E. Immobilisation of high level nuclear reactor wastes in SYNROC / A.E. Ringwood, S.E. Kesson, W.G. Nare, N.G. Hibberson, A. Major // Nature - 1979. - Vol. 278. - №. 5701. - P. 219-223.

57. Ewing R.C. High-level nuclear waste immobilization with ceramics / R.C. Ewing, W. Lutze // Ceramics International. - 1991. - Vol. 17. - № 5. - P. 287293.

58. Ringwood A.E. Immobilization of high-level nuclear reactor wastes in SYNROC: A current appraisal / A.E. Ringwood, V.M. Oversby, S.E. Kesson, W. Sinclair, N. Ware, W. Hibberson, A. Major // Nuclear and Chemical Waste Management. - 1981. - Vol. 2. - № 4. - P. 287-305.

59. Nowick A.S. High-temperature protonic conductors with perovskite-related structures / A.S. Nowick, Y. Du // Solid State Ionics. - 1995. - Vol. 77. - № C. -P. 137-146.

60. Lumpkin G.R. Ceramic waste forms for actinides / G.R. Lumpkin // Elements. - 2006. - Vol. 2. - № 6. - P. 365-372.

61. C eh M. The phase diagram of CaTiOs-SrTiOs / M. C eh, D. Kolar, L. Golic // Journal of Solid State Chemistry. - 1987. - Vol. 68. - № 1. - P. 68-72.

62. Fielding P.E. Crystal chemical incorporation of high level waste species in aluminotitanate-based ceramics: Valence, location, radiation damage, and hydrothermal

durability / P.E. Fielding, T.J. White // Journal of Materials Research - 2011. - Vol. 2. -№ 3. - P. 387-414.

63. Vance E.R. Cation vacancies in perovskites doped with La and Gd / E.R. Vance, J.V. Hanna, J.H. Hadley // Advances in Applied Ceramics. - 2013. -Vol. 111. - № 1-2. - P. 94-98.

64. Sabathier C. Characterisation of Ti and Sr atomic environments in SrTiO3 before and after ion beam irradiation by X-ray absorption spectroscopy / C. Sabathier, J. Chaumont, S. Rouziere, A. Traverse // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 2005. - Vol. 234.

- № 4. - P. 509-519.

65. Smith K.L. In situ radiation damage studies of LaxSr1-3xTiO3 perovskites / K.L. Smith, G.R. Lumpkin, M.G. Blackford, M. Colella, N.J. Zaluzec // Journal of Applied Physics. - 2008. - Vol. 103. - No 8.

66. Papynov E.K. Synthesis of Perovskite-Like SrTiO3 Ceramics for Radioactive Strontium Immobilization by Spark Plasma Sintering-Reactive Synthesis / E.K. Papynov, A.A. Belov, O.O. Shichalin, I.Y. Buravlev, S.A. Azon, E.A. Gridasova, Y.A. Parotkina, V.Y. Yagofarov, A.N. Drankov, A. V. Golub, I.G. Tananaev // Russian Journal of Inorganic Chemistry. - 2021. - Vol. 66. - № 5. - P. 645-653.

67. Zhang Z. Aqueous dissolution of perovskite (CaTiO3): Effects of surface damage and [Ca2+] in the leachant / Z. Zhang, M.G. Blackford, G.R. Lumpkin, K.L. Smith, E.R. Vance // Journal of Materials Research. - 2005. - Vol. 20. - № 9. -P. 2462-2473.

68. Mimura H. Adsorption behavior of Americium on zeolites / H. Mimura, Y. Ishihara, K. Akiba // Journal of Nuclear Science and Technology. - 1991. - Vol. 28.

- № 2. - P. 144-151.

69. Kotel'nikov A.R. Transformation of zeolite to feldspar as a means of producing aluminosilicate matrices for binding Radionuclides / A.R. Kotel'nikov, A.M. Bychkov, V.N. Zyryanov, G.M. Akhmedzhanova, O.T. Gavlina // Geochemistry International. - 1996. - Vol. 33. - № 10. - P. 61-66.

70. Mimura H. Adsorption behavior of cesium and strontium on synthetic zeolite

P / H. Mimura, K. Akiba // Journal of Nuclear Science and Technology. - 1993. -Vol. 30. - № 5. - P. 436-443.

71. Penilla R.P. Immobilization of Cs, Cd, Pb and Cr by synthetic zeolites from Spanish low-calcium coal fly ash / R.P. Penilla, A. Guerrero Bustos, S. Goni Elizalde // Fuel. - 2006. - Vol. 85. - № 5-6. - P. 823-832.

72. Crosson C.S. Solid-state NMR identification and quantification of newly formed aluminosilicate phases in weathered kaolinite systems / C.S. Crosson, S. Choi, J. Chorover, M.K. Amistadi, P.A. O'Day // Journal of Physical Chemistry B. - 2006. -Vol. 110. - № 2 - P. 723-732.

73. Vereshchagina T.A. Polyfunctional microspherical materials for long-term disposal of liquid radioactive wastes / T.A. Vereshchagina, N.N. Anshits, O.M. Sharonova, N.G. Vasil'Eva, S.N. Vereshchagin, N.N. Shishkina, E.V. Fomenko, A.G. Anshits // Glass Physics and Chemistry. - 2008. - Vol. 34. - № 5. - P. 547-558.

74. Anshits N.N. Chemical composition and structure of the shell of fly ash non-perforated cenospheres produced from the combustion of the Kuznetsk coal (Russia) / N.N. Anshits, O.A. Mikhailova, A.N. Salanov, A.G. Anshits // Fuel. - 2010. - Vol. 89.

- № 8. - P. 1849-1862.

75. Ames L.L. Characterization of a strontium-selective zeolite / L.L. Ames // American Mineralogist. - 1962. - Vol. 47. - № 11-12. - P. 1317-1326.

76. Elizondo N. V. Cleaning of liquid radioactive wastes using natural zeolites / N.V. Elizondo, E. Ballesteros, B.I. Kharisov // Applied Radiation and Isotopes. - 2000.

- Vol. 52. - № 1. - P. 27-30.

77. Avramenko V.A. Processes for treatment of liquid radioactive waste containing seawater / V.A. Avramenko, A.M. Egorin, E.K. Papynov, T.A. Sokol'nitskaya, I.G. Tananaev, V.I. Sergienko // Radiochemistry. - 2017. - Vol. 59. -№ 4. - P. 407-413.

78. Lee E.H. Adsorption removal of Sr by barium impregnated 4A zeolite (BaA) from high radioactive seawater waste / E.H. Lee, K.Y. Lee, K.W. Kim, I.S. Kim, D.Y. Chung, J.K. Moon, J.W. Choi // Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology. - 2016. - Vol. 14. - № 2. - P. 101-112.

79. Sachse A. Macroporous LTA-monoliths for in-flow removal of radioactive strontium from aqueous effluents: Application to the case of Fukushima / A. Sachse, A. Merceille, Y. Barré, A. Grandjean, F. Fajula, A. Galameau // Microporous and Mesoporous Materials. - 2012. - Vol. 164. - P.251-258.

80. Kitikova N. V. Batch study of 85Sr adsorption from synthetic seawater solutions using phosphate sorbents / N.V. Kitikova, A.I. Ivanets, I.L. Shashkova, A.V. Radkevich, L.V. Shemet, L.V. Kul'bitskaya // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 2017. - Vol. 314. - № 3. - P. 2437-2447.

81. Errandonea D. Pressure effects on the structural and electronic properties of ABX4 scintillating crystals / D. Errandonea, F.J. Manjón // Progress in Materials Science. - 2008. - Vol. 53. - № 4. - P. 711-773.

82. Potanina E.A. Spark Plasma Sintering of fine-grained SrWO4 and NaNd(WO4)2 tungstates ceramics with the scheelite structure for nuclear waste immobilization / E.A. Potanina, A.I. Orlova, D.A. Mikhailov, A. V. Nokhrin, V.N. Chuvil'deev, M.S. Boldin, N. V. Sakharov, M. Lantcev, M.G. Tokarev, A.A. Murashov // Journal of Alloys and Compounds. - 2019. - Vol. 774. - P. 182-190.

83. Morozov V.A. Ag1/8Pr5/8MoO4: An incommensurately modulated scheelite-type structure / V.A. Morozov, A. V. Mironov, B.I. Lazoryak, E.G. Khaikina, O.M. Basovich // Journal of Solid State Chemistry - 2006. - Vol. 179. - № 4. -P. 1183-1191.

84. Papynov E.K. Spark plasma sintering-reactive synthesis of SrWO4 ceramic matrices for 90Sr immobilization / E.K. Papynov, O.O. Shichalin, I.Y. Buravlev, A.A. Belov, A.S. Portnyagin, A.N. Fedorets, Y.A. Azarova, I.G. Tananaev, V.I. Sergienko // Vacuum. - 2020. - Vol. 180.

85. Smith J. V. Feldspar Minerals / J. V. Smith, W.L. Brown // Feldspar Minerals. - 1988. - P. 801.

86. Kurama S. The influence of different CaO source in the production of anorthite ceramics / S. Kurama, E. Ozel // Ceramics International. - 2009. - Vol. 35. -№ 2. - P. 827-830.

87. Fu Y.P. Solid-state synthesis of ceramics in the BaO-SrO-Al2O3-SiO2 system

/ Y.P. Fu, C.C. Chang, C.H. Lin, T.S. Chin // Ceramics International. - 2004. -Vol. 30. - № 1. - P. 41-45.

88. Ferone C. Monoclinic (Ba, Sr)-celsian by thermal treatment of (Ba, Sr)-exchanged zeolite A / C. Ferone, B. Liguori, A. Marocco, S. Anaclerio, M. Pansini, C. Colella // Microporous and Mesoporous Materials. - 2010. - Vol. 134. - № 1-3. -P. 65-71.

89. Lei W. Phase evolution and near-zero shrinkage in BaAl2Si2O8 low-permittivity microwave dielectric ceramics / Lei W., Ang R., Wang X.C., Lu W.Z. // Materials Research Bulletin. - 2014. - Vol. 50. - P. 235-239.

90. Marocco A. Sintering behaviour of celsian based ceramics obtained from the thermal conversion of (Ba, Sr)-exchanged zeolite A / A. Marocco, B. Liguori, G. Dell'Agli, M. Pansini, M. // Journal of the European Ceramic Society. - 2011. -Vol. 31. - № 11. - P. 1965-1973.

91. Hecker C. Thermal infrared spectroscopy on feldspars — Successes, limitations and their implications for remote sensing / C. Hecker, M. Meijde van der, F.D. van der Meer // Earth-Science Reviews. - 2010. - Vol. 103. - № 1-2. - P. 60-70.

92. Zheng X. Incorporation of Si-N inducing white light of SrAl2Si2O8: Eu2+, Mn2+ phosphor for white light emitting diodes / X. Zheng, Q. Fei, Z. Mao, Y. Liu, Y. Cai, Q. Lu, H. Tian, D. Wang // Journal of Rare Earths. - 2011. - Vol. 29. - № 6. -P. 522-526.

93. López-Badillo C.M. Synthesis of monoclinic celsian from coal aly ash by using a one-step solid-state reaction process / C.M. López-Badillo, J. López-Cuevas, C.A. Gutiérrez-Chavarría, J.L. Rodríguez-Galicia, M.I. Pech-Canul // Journal of the European Ceramic Society. - 2013. - Vol. 33. - № 15-16. - P. 3287-3300.

94. Papynov E.K. SrAl2Si2O8 ceramic matrices for 90Sr immobilization obtained via spark plasma sintering-reactive synthesis / E.K. Papynov, A.A. Belov, O.O. Shichalin, I.Y. Buravlev, S.A. Azon, A.V. Golub, A.V. Gerasimenko, Y.A. Parotkina, A.P. Zavjalov, I.G. Tananaev, V.I. Sergienko // Nuclear Engineering and Technology. - 2021. - Vol. 53. - № 7. - P. 2289-2294.

95. Orlova A.I. Phosphate Ca1/4Sr1/4Zr2(PO4)3 of the NaZr2(PO4)3 structure type:

Synthesis of a dense ceramic material and its radiation testing / A.I. Orlova, V.Y. Volgutov, D.A. Mikhailov, D.M. Bykov, V.A. Skuratov, V.N. Chuvil'Deev, A.V. Nokhrin, M.S. Boldin, N.V. Sakharov // Journal of Nuclear Materials - 2014. -Vol. 446 - № 1-3. - P. 232-239.

96. Clavier N. Crystal chemistry of the monazite structure / N. Clavier, R. Podor, N. Dacheux // Journal of the European Ceramic Society. - 2011. - Vol. 31. - № 6. -P. 941-976.

97. Donald I.W. A glass-encapsulated calcium phosphate wasteform for the immobilization of actinide-, fluoride-, and chloride-containing radioactive wastes from the pyrochemical reprocessing of plutonium metal / I.W. Donald, B.L. Metcalfe, S.K. Fong, L.A. Gerrard, D.M. Strachan // Journal of Nuclear Materials. - 2007. -Vol. 1 - № 361. - P. 78-93.

98. Fou de Kerdaniel E. Du Actinide solubility-controlling phases during the dissolution of phosphate ceramics / E. Du Fou de Kerdaniel, N. Clavier, N. Dacheux, O. Terra, R. Podor // Journal of Nuclear Materials, - 2007. - Vol. 362. - № 2-3. -P. 451-458.

99. Terra O. Immobilization of tetravalent actinides in phosphate ceramics / O. Terra, N. Dacheux, F. Audubert, R. Podor // Journal of Nuclear Materials. - 2006. -Vol. 352. - № 1-3. - P. 224-232.

100. Pet'Kov V.I. Complex Phosphates, Containing Elements with Oxidation Degrees +1 and +4 / V.I. Pet'Kov, E.A. Asabina // Physics Procedia. - 2013. - Vol. 44. - P. 166-176.

101. Orlova A.I. Isomorphism in Crystalline Phosphates of the NaZr2(PO4)3 Structural Type and Radiochemical Problems / A.I. Orlova // Radiochemistry - 2002. -Vol. 5. - № 44. - P. 423-445.

102. Bohre A. Crystallographic evaluation of sodium zirconium phosphate as a host structure for immobilization of cesium and strontium / A. Bohre, O.P. Shrivastava // International Journal of Applied Ceramic Technology. - 2013. - Vol. 10. - № 3. -P. 552-563.

103. Alamo J. Crystal chemistry of the NaZr2(PO4)3, NZP or CTP, structure family

/ J. Alamo, R. Roy // Journal of Materials Science. - 1986. - Vol. 21. - № 2. - P. 444450.

104. Wang Y. Mechanical and thermal expansion studies on Ca0.sSr0.5Zr4-xTixP6O24 ceramics / Y. Wang, Y. Zhou, Y. Song, L. Yang, F. Liu // Ceramics International. -2018. - Vol. 44. - № 14. - P. 16698-16702.

105. Roy R. [NZP], a new radiophase for ceramic nuclear waste forms / R. Roy, E.R. Vance, J. Alamo // Materials Research Bulletin. - 1982. - Vol. 17. - № 5 - P. 585589.

106. Orlova A.I. The crystal-chemical principle in designing mineral-like phosphate ceramics for immobilization of radioactive waste / A.I. Orlova, V.A. Orlova, M.P. Orlova, D.M. Bykov, S. V. Stefanovskii, O.I. Stefanovskaya, B.S. Nikonov // Radiochemistry. - 2006. - Vol. 48. - № 4. - P. 330-339.

107. Oikonomou P. [NZP]: A new family of ceramics with low thermal expansion and tunable properties / P. Oikonomou, C. Dedeloudis, C.J. Stournaras, C. Ftikos // Journal of the European Ceramic Society. - 2007. - Vol. 2-3. - № 27. - P. 1253-1258.

108. Kryukova A.I. Crystalline phosphates of the NaZr2(PO4)3 family. Radiation stability / A.I. Kryukova, I.A. Kulikov, G.Y. Artem'eva, O.V. Pechenevskaya, V.A. Alferov // Soviet Radiochemistry. - 1993. - Vol. 34. - № 6 - P. 706-710.

109. Miller J.E. Development and Properties of Cesium Selective Crystalline Silicotitanate (CST) Ion Exchangers for Radioactive Waste Applications / J.E. Miller // Boston, MA: Springer US, 1998. - P. 269-286.

110. Chitra S. Uptake of cesium and strontium by crystalline silicotitanates from radioactive wastes / S. Chitra, S. Viswanathan, S.V.S. Rao, P.K. Sinha // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 2011. - Vol. 287. - № 3. - P. 955-960.

111. Bortun A.I. Evaluation of synthetic inorganic ion exchangers for cesium and strontium removal from contaminated groundwater and wastewater / A.I. Bortun, L.N. Bortun, A. Clearfield // Solvent Extraction and Ion Exchange. - 2007. - Vol. 15. -№ 5. - P. 909-929.

112. Talaie N. Synthesis and characterization of Nb-Ge doped titanosilicate nanoparticles and study of their selectivity for absorption of 137Cs and 90Sr / N. Talaie,

H.R. Aghabozorg, S. Alamdar Milani // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 2012. - Vol. 292. - № 2. - P. 473-479.

113. Liu Y. Niobium-Doped Titanosilicate Sitinakite Anode with Low Working Potential and High Rate for Sodium-Ion Batteries / Y. Liu, D. Yang, R. Wang, J. Liu, D. Bin, H. Zhu, K. Liu, J. Huang, Y.G. Wang, Y.Y. Xia // ACS Sustainable Chemistry and Engineering. - 2019. - Vol. 7. - № 4. - P. 4399-4405.

114. Moller T.Selective crystalline inorganic materials as ion exchangers in the treatment of nuclear waste solutions / T. Moller - Helsinki: Faculty of Science of the University of Helsinki for, 2002. - 66 pp.

115. Perovskiy I.A. The Effect of Sitinakite Crystallinity Degree and Textural Characteristics on Its Sorption Properties / I.A. Perovskiy // Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. - 2020. - P. 175-181.

116. Liascukiene I. Morphology-controlled precipitation of cerium oxalate crystals: The effect of water in nanostructured solvents / I. Liascukiene, M. Jehannin, J. Lautru, R. Podor, S. Charton, F. Testard // Journal of Physical Chemistry C. - 2021. -Vol. 125. - № 17. - P. 9428-9440.

117. Tokita M. Progress of spark plasma sintering (SPS) method, systems, ceramics applications and industrialization / M. Tokita, G. Fantozzi, C. Estournes, A.L. Ortiz, K. Morita // Ceramics International. - 2021. - Vol. 4. - № 2. - P. 160-198.

118. Dudina D. V. Fabrication of porous materials by spark plasma sintering: A Review / D. V. Dudina, B.B. Bokhonov, E.A. Olevsky // Materials. - 2019. - Vol. 12. -P. 541 - 2019.

119. Zoli L. Rapid spark plasma sintering to produce dense UHTCs reinforced with undamaged carbon fibres / L. Zoli, A. Vinci, L. Silvestroni, D. Sciti, M. Reece, S. Grasso // Materials & Design. - 2017. - Vol. 130. - P. 1-7.

120. Zhang J. The nature of grain boundaries in alumina fabricated by fast sintering / J. Zhang, F. Meng, R.I. Todd, Z. Fu // Scripta Materialia. - 2010. - Vol. 62. -№ 9. - P. 658-661.

121. Ortali C. Consolidation of bone-like apatite bioceramics by spark plasma sintering of amorphous carbonated calcium phosphate at very low temperature /

C. Ortali, I. Julien, M. Vandenhende, C. Drouet, E. Champion // Journal of the European Ceramic Society. - 2018. - Vol. 38. - № 4. - P. 2098-2109.

122. Nazeer F. Effect of processing routes on mechanical and thermal properties of copper-graphene composites / F. Nazeer, Z. Ma, L. Gao, A. Malik, M. Abubaker Khan,

F. Wang, H. Li // Materials Science and Technology. - 2019. - Vol. 35. - № 14. -P. 1770- 1774.

123. Seibert A. Thermophysical properties of U, Zr-oxides as prototypic corium materials / A. Seibert, D. Staicu, D. Bottomley, M. Cologna, J. Boshoven, E. Hein, E. Kassim, S. Nourry, M. Ernstberger, M. Robba, R. Konings // Journal of Nuclear Materials. - 2019. - Vol. 520. - P. 165-177.

124. O'Brien R.C. Spark Plasma Sintering of simulated radioisotope materials within tungsten cermets / R.C. O'Brien, R.M. Ambrosi, N.P. Bannister, S.D. Howe, H.V. Atkinson // Journal of Nuclear Materials. - 2009. - Vol. 393. - № 1. - P. 108-113.

125. Luo F. Immobilization of simulated An3+ into synthetic Gd2Zr2O7 ceramic by SPS without occupation or valence design / F. Luo, H. Tang, X. Shu, Z. Chen, C. Xu,

G. Wei, D. Wu, S. Chen, H. Zhang, Y. Xie, W. Huang, L. Wang, X. Lu // Ceramics International. - 2021. - Vol. 47. - № 5. - P. 6329-6335.

126. O'Brien R.C. Spark Plasma Sintering of W-UO2 cermets / R.C. O'Brien, N.D. Jerred // Journal of Nuclear Materials. - 2013. - Vol. 433. - № 1-3. - P. 50-54.

127. Du A.B. Effects of Processing Parameters of SPS on the densification and texture of LaPO4 Ceramics / A.B. Du, Z.X. Qu, C.L. Wan, R.B. Han, W. Pan // Key Engineering Materials. - 2008. - Vol. 368-372. - P. 1059-1061.

128. Kanda Y. Spark plasma sintering using calcareous waste concrete powder / Y. Kanda // Construction and Building Materials. - 2022. - Vol. 349. - P. 128726.

129. Sanchez del Río J. Portland cement clinkers turned into garnets by spark plasma sintering / J. Sanchez del Río, A. Páez-Pavón, J.M. Torralba, D. Garbiec, J.S. Moya, S. Lopez-Esteban, C. Pecharroman // Ceramics International. - 2023. -Vol. 49. - № 6. - P. 9725-9734.

130. Orlova A.I. Crystalline phosphates for HLW immobilization - composition, structure, properties and production of ceramics. Spark Plasma Sintering as a promising

sintering technology / A.I. Orlova // Journal of Nuclear Materials. - 2022. - Vol. 559. -P. 153407.

131. Pet'Kov V. Systematic investigation of the strontium zirconium phosphate ceramic form for nuclear waste immobilization / V. Pet'Kov, E. Asabina, V. Loshkarev, M. Sukhanov // Journal of Nuclear Materials. - 2016. - Vol. 471. - P. 122-128.

132. Martynov K. V. Synthesis and study of the chemical stability and strength of zirconium phosphates with the structure of langbeinite with imitators of high-level radioactive waste (HLRW) / K. V. Martynov, A.N. Nekrasov, A.R. Kotel'nikov, I.G. Tananaev // Glass Physics and Chemistry. - 2017. - Vol. 43. - № 1. - P. 75-82.

133. Lu F. Radiation stability of Spark-Plasma-Sintered lead vanadate iodoapatite / F. Lu, T. Yao, Y. Danon, J. Zhou, R.C. Ewing, J. Lian // Journal of the American Ceramic Society. - 2015. - Vol. 98. - № 10. - P. 3361-3366.

134. Mikhailov D.A. Radiation resistance and hydrolytic stability of Y0.95Gd0.05PO4-Based ceramics with the xenotime structure / D.A. Mikhailov, E.A. Potanina, A.I. Orlova, A. V. Nokhrin, M.S. Boldin, O.A. Belkin, N. V. Sakharov, V.A. Skuratov, N.S. Kirilkin, V.N. Chuvil'deev // Inorganic Materials. - 2021. -Vol. 57. - № 7. - P. 760-765.

135. Orlova A.I. Praseodymium and neodymium phosphates Ca9Ln(PO4)7 of whitlockite structure. Preparation of a ceramic with a high relative density / A.I. Orlova, N.V. Malanina, V.N. Chuvil'Deev, M.S. Boldin, N.V. Sakharov, A.V. Nokhrin // Radiochemistry. - 2014. - Vol. 56. - № 4. - P. 380-384.

136. Orlova A.I. Phosphate Ca1/4Sr1/4Zr2(PO4)3 of the NaZr2(PO4)3 structure type: Synthesis of a dense ceramic material and its radiation testing / A.I. Orlova, V.Y. Volgutov, D.A. Mikhailov, D.M. Bykov, V.A. Skuratov, V.N. Chuvil'Deev, A.V. Nokhrin, M.S. Boldin, N. V. Sakharov // Journal of Nuclear Materials. - 2014. -Vol. 446. - № 1-3. - P. 232-239.

137. Golovkina L.S. Development of composite ceramic materials with improved thermal conductivity and plasticity based on garnet-type oxides / L.S. Golovkina, A.I. Orlova, M.S. Boldin, N. V. Sakharov, V.N. Chuvil'deev, A. V. Nokhrin, R. Konings, D. Staicu // Journal of Nuclear Materials. - 2017. - Vol. 489. - P. 158-163.

138. Alekseeva L. Study of the hydrolytic stability of fine-grained ceramics based on Y2.5Nd0.5Al5O12 oxide with a garnet structure under hydrothermal conditions / L. Alekseeva, A. Nokhrin, M. Boldin, E. Lantsev, A. Murashov, A. Orlova, V. Chuvil'Deev // Materials. - 2021 - Vol. 14. - № 9. - P. 2152.

139. Shu X. Rapid synthesis of Gd2Zr2O7 glass-ceramics using spark plasma sintering / X. Shu, S. Chen, C. Hou, Y. Xie, H. Zhang, B. Li, Y. Yang, X. Wang, L. Li, X. Lu // Journal of the American Ceramic Society. - 2020. - Vol. 103. - № 1. - P. 597603.

140. Olevsky E.A. Field-assisted sintering: Science and applications / E.A. Olevsky, D.V. Dudina // Field-Assisted Sintering: Science and Applications. -2018. - P. 1-425.

141. Saoudi M. Thermal diffusivity and conductivity of thorium- uranium mixed oxides / M. Saoudi, D. Staicu, J. Mouris, A. Bergeron, H. Hamilton, M. Naji, D. Freis // Journal of Nuclear Materials. - 2018. - Vol. 500. - P. 381-388.

142. Alekseeva L. Fabrication of fine-grained CeO2-SiC ceramics for inert fuel matrices by Spark Plasma Sintering / L. Alekseeva, A. Nokhrin, M. Boldin, E. Lantsev, A. Orlova, V. Chuvil'deev, N. Sakharov // Journal of Nuclear Materials. - 2020. -Vol. 539. - P. 152225.

143. ГОСТ Р 52126-2003. Определение химической устойчивости отвержденных высокоактивных отходов методом длительного выщелачивания: принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 30 октября 2003 г. № 305-ст: дата введения 2004-07-01.

144. Long-Gonzalez D. Synthesis of monoclinic Celsian from Coal Fly Ash by using a one-step solid-state reaction process / D. Long-Gonzalez, J. Lopez-Cuevas, C.A. Gutierrez-Chavarria, P. Pena, C. Baudin, X. Turrillas // Ceramics International. -2010. - Vol.. 36. - № 2. - P. 661-672.

145. Montagna G. Borosilicate and aluminosilicate pollucite nanocrystals for the storage of radionuclides / G. Montagna, R. Arletti, G. Vezzalini, F. Di Renzo // Powder Technology. - 2011. - Vol. 208. - № 2. - P. 491-495.

146. Vance E.R.Immobilization of high-level radioactive waste and used nuclear

fuel for safe disposal in geological repository systems / E.R. Vance, B.D. Begg, D.J. Gregg - Elsevier, 2017. - P. 269-295.

147. Anselmi-Tamburini U. Critical assessment 28: electrical field/current application - a revolution in materials processing/sintering / U. Anselmi-Tamburini, J.R. Groza // Materials Science and Technology. - 2017. - Vol. 33. - № 16. - P. 18551862.

148. Болдин М.С. Учебно-научный и инновационный комплекс электромпульсного плазменного спекания / М.С. Болдин - Нижний Новгород: Нижегородский университет, 2012. - 59c.

149. Гост Р 50926-96. Отходы высокоактивные отвержденные. Общие технические требования: принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 18 июля 1996 г. № 467: дата введения 1996-06-18.

150. Wang J. Sr/Ce co-immobilization evaluation and high chemical stability of novel Sr0.5Zr2(PO4)3-CePO4 composite ceramics for nuclear waste forms / J. Wang, L. Zhan, J. Wang, J. Wen, L. Fan, L. Wu // Journal of the Australian Ceramic Society. -2022. - Vol. 58. - № 3. - P. 881-889.

151. Liu H. Immobilization of Cs and Sr within perovskite-type Bao.7Sr(La,Cs)o.3ZrO3 glass/ceramic composite waste forms / H. Liu, H. Wang, J. Zhao, J. Li, X. Zhang, J. Yang, Y. Zhu, R. Xie, K. Zheng, H. Huang, J. Huo // Ceramics International. - 2022. - Vol. 48. - № 23. - P. 34298-34307.

152. Shi M. Immobilization of simulated strontium contaminated zeolite: microstructure and chemical durability / M. Shi, F. Luo, Y. Miao, Z. Xu, B. Yuan, Y. Li, W. Huang, X. Lu // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 2022. -Vol. 331. - № 10. - P. 4099-4110.

153. Li L. Immobilization of strontium and cesium by aluminosilicate ceramics derived from metakaolin geopolymer-zeolite A composites via 1100 °C heating treatment / L. Li, Z. Xu, H. Li, J. Li, D. Hu, Y. Xiang, L. Han // Ceramics International. - 2022. - Vol. 48. - № 11. - P. 15236-15242.

154. Xu Z. Immobilization of strontium-loaded zeolite A by metakaolin based-geopolymer / Z. Xu, Z. Jiang, D. Wu, X. Peng, Y. Xu, N. Li, Y. Qi, P. Li // Ceramics

International. - 2017. - Vol. 43. - № 5. - P. 4434-4439.

155. Cho I.H. Treatment of radioactive waste salt by using synthetic silica-based phosphate composite for de-chlorination and solidification / I.H. Cho, H.S. Park, K.R. Lee, J.H. Choi, I.T. Kim, J.M. Hur, Y.S. Lee // Journal of Nuclear Materials. - 2017. -Vol. 493. - P. 388-397.

156. Belov A.A. An SPS-RS technique for the fabrication of SrMoÜ4 powellite mineral-like ceramics for 90Sr immobilization / A.A. Belov, Ü.Ü. Shichalin, E.K. Papynov, I.Y. Buravlev, A.S. Portnyagin, S.A. Azon, A.N. Fedorets, A.A. Vornovskikh, E.S. Kolodeznikov, E.A. Gridasova, A. Pogodaev, N.B. Kondrikov, Y. Shi, I.G. Tananaev // Materials. - 2023. - Vol. 16. - № 17. - P. 5838.

157. IAEA. Технологические и организационные аспекты обращения с радиоактивными отходами / IAEA - Вена: МАГАТЭ, 2005. - 230 c.