Nagyaktivitású radioaktív hulladékok kondicionálása: az alkalmazott összetételek szerkezetvizsgálata és 3D atomi modellezése

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Típus: 
MSc diplomamunka téma - nukleáris technika
Félév: 
2018/19/1.
Témavezető: 
Név: 
Fábián Margit
Email cím: 
fabian.margit@energia.mta.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
MTA Energiatudományi Kutatóközpont
Beosztás: 
tudományos munkatárs
Konzulens: 
Név: 
Zagyvai Péter
Email cím: 
zagyvai@reak.bme.hu
Intézet/Tanszék: 
Nukleáris Technikai Intézet
Beosztás: 
docens
Hallgató: 
Név: 
Boguszlavszkij Gergely
Képzés: 
Fizikus MSc - nukleáris technika
Elvárások: 

A diplomamunka elkészítésének idején vagy már előtte sikeresen el kell végezni a "radioaktív hulladékok biztonsága" tantárgyat. Előnyt kjelent a számítógépes modellezésben való jártasság.

Leírás: 

A nagyaktivitású radioaktív hulladékok elhelyezésének első lépése a kondicionálás, stabil mátrix-anyagban való stabilizálás. A nagyaktivitású radioaktív hulladékok kondicionálására a nemzetközi szakvélemények szerint a legalkalmasabb anyag a speciális összetételű és szerkezetű üveg, az eljárást vitrifikációnak nevezik. A Jelölt kutatási témája a reprocesszálás során visszamaradt másodlagos aktinoidákat tartalmazó nagyaktivitású radioaktív hulladék stabilizálására alkalmas mátrixüveg előállítását, atomi szerkezetük tudományos igényű meghatározását, a hulladék egyes komponenseinek savas és bázikus közegben való kioldódásának vizsgálatát célozza.

A kutatás során új összetételű boroszilikát alapú aktinoida/lantanoida tartalmú mintákat kell előállítani. Meg kell határozni a különböző koncentrációban hozzáadott aktinoida/lantanoida alapján a stabil mátrix-hulladék arányt.

A minták szerkezet meghatározása neutron- és röntgendiffrakciós módszerekkel történik. Kiegészítő EXAFS mérések elvégzése a pontosabb szerkezet felderítés miatt szükségszerű, ezt pályázatok útján valósítjuk meg (ESRF, PETRAIII, CERIC). Mindezek a szerkezeti információk ahhoz szükségesek, hogy az alkalmazhatóságot figyelembe véve tudjuk az összetételt optimalizálni.

A kísérleti mérések alapján 3D atomi konfiguráció modellezéssel - fordított Monte Carlo szimulációs programmal - meg kell határozni a rövid- és középtávú atomi rendet jellemző parciális szerkezeti függvényeket, a parciális atomi távolságokat, a koordinációs környezeteket és a gyűrűeloszlásra kapott adatokat is meg kell vizsgálni.

A kutatási program hozzájárul a nagyaktivitású hulladékok biztonságos elhelyezésének kidolgozásához. Az eredmények alkalmazhatóak lesznek úgy a nemzetközi, mint a hazai hulladéktárolási koncepciók kidolgozásához.