Bazalt ve cam kullanılarak sezyum simule atığının camlaştırılması
Vitrification of the simulated radioactive cesium waste by using bazalts and glass
Yazar: GÜL AKDAĞ SEZEN
Danışman: PROF. DR. METİN SUBAŞI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Atık azaltma = Waste reduction ; Atık bertaraf yöntemleri = Waste disposal methods ; Cam seramikler = Glass ceramics ; Radyoaktif atıklar = Radioactive wastes ; Radyoaktif sezyum tekniği = Radioactive cesium technique

Özet:
Bu çalışmada çeşitli kristalin fazlar içeren ve geleneksel döküm ve kontrollü kristalizasyon yöntemiyle üretilen değişik kompozisyonlardaki cam-seramik ve volkanik bazalt malzemelerin, radyoaktif atıkların camlaştırılması sürecine uygunluğu araştırılmıştır. Bu amaçla yüksek liç dayanıklılığına sahip, cam-seramik matriks kompozit atık ve bazalt matriks kompozit atık malzemeleri üretilmiştir. Atık olarak Cs-klino simule atığı hazırlanmıştır. Laboratuvarda hazırlanan örneklere, %70,%75 ve %80 oranında atık yüklenerek 750 °C, 1250 °C de 2 °C/dak adımla 2 saat ısıl işlem uygulanmıştır. Örneklerin kimyasal dayanımı, 25 ±2 °C de distile su içinde 7 günlük liç testi ile ICPE cihazında belirlenmiştir. Cam-seramik, Bazalt cam, Cs-klinoptilolit ve cam-seramik kompozit atık, bazalt kompozit atık camlarının kimyasal bileşimi ICPE ile ısıl işlem uygulamasının meydana getirdiği mikro yapıdaki değişimler ve oluşan kristal fazlar ise taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDS) ve X-ışını kırınımı (XRD ) ile incelenmiştir. Liç dayanım test sonuçları: 10-4-10-8 g/cm2.gün aralığında olup, en iyi liç değeri %70 atık yüklemeli örnekler için yapılan testlerde elde edilmiştir. Tüm değerler verilen belirsizlik aralığında literatür değerleri ile uyumludur. Ayrıca, örneklerdeki atık yükleme oranı arttıkça, liç dayanımlarının azaldığı saptanmıştır.Anahtar kelimeler: Camlaştırma, Radyoaktif atık, Doğal cam, Borsilika cam, Cam kompozit Malzemeler,

Abstract:
Vitrification of the Simulated Radioactive Cesium Waste by Using Bazalts and GlassIn this work, various compositions of glass-ceramic and volcanic basalt materials having several crystalline phases were produced by conventional casting and controlled crystallization methods and studied for radioactive waste vitrification eligibility. Glass-ceramic matrix composite waste and basalt matrix composite waste materials which have high leach resistances were obtained. In order to produce a Cs-klino simulated waste the samples were loaded with Cs in the ratios of 80%,%75 and 70% and the compositions were heated at 750 -1250 °C with 2 °C/min steps for 2 hours. Chemical resistances of the samples were determined in the leach tests (ICPE) with the distilled water at 25 ± 2 ° C for 7-day. The chemical composition of Glass-ceramic, basalt glass, Cs-clinoptilolite, glass-ceramic composite and basalt composite glass wastes were determined by the ICPE technique. Changes in the micro-structure, and the crystalline phases formed during thermal processing were studied by a Scanning Electron Microscope (SEM- EDS) and X-ray diffraction (XRD). The best results in chemical leaching tests were obtained for the samples with the waste load of 70%. For the other samples Leach resistances were found in the range of 10-4-10-8 g/cm2.day which are consistent with the literature values within the given uncertainties. In addition, the lich tests revealed that, when the waste was increased in the structure, the durability of the composite was decreased.Key words: Glass, Radioactive waste, natural glass, Borsilika glass, glass composite materials,