Untersuchungen von glasigen Systemen mit SrO als Hauptbestandteil

Abstract

Glass systems with high SrO content were investigated because of their suitability for storing fission products of nuclear fuels and for certain scientific and technological purposes. As the investigations were chiefly concerned with glass technology, radiation properties received little attention. The investigations were based on the system SrO-Na20-B203-Zr02-Ti02-Si02 because these oxides have the largest effects on the required glass properties. The limits of glass formation in the systems SrO-Na20-Si02, SrO-B203-Si02, SrO-Al203-Si02 and SrO-Al203-B203-Si02 were determined; an SrO content of 65 mole % was possible in the last of these. In pursuing the investigation about 170 combinations were melted and melting behaviour, devitrification, corrosiveness, fluidity, density and chemical durabihty investigated. Unsuitable compositions were not considered further but promising compositions were tested to determine more precisely density, chemical durabihty in water, leaching out of Sr, thermal expansion, transformation point, Littleton softening point and viscosity-temperature relation. Glasartige Systeme mit hohem SrO-Gehalt wurden auf ihre Eignung untersucht, das aus Spaltprodukten von Kernbrennstoffen stammende Isotop 90Sr aufzunehmen und für wissenschaftliche und technische Zwecke zu konservieren. Bei den Untersuchungen wurden in erster Linie glastechnische Gesichtspunkte berücksichtigt, da strahlungstechnische Faktoren nur in beschränktem Ausmaße bekannt sind. Den Untersuchungen ist das Glassystem SrO-Na2O-B2O3-ZrO2-TiO2-SiO2 zugrunde gelegt worden, da diese Oxide die optimalen Auswirkungen auf die geforderten Glaseigenschaften haben. In den Systemen SrO-Na2O-SiO2, SrO-B2O3-SiO2, SrO-Al2O3-SiO2 und SrO-Al2O3-B2O3-SiO2 sind die Glasbildungsgrenzen für hohe SrO-Gehalte ermittelt worden. Im letztgenannten System sind SrO-Gehalte bis 65 Mol- % möglich. Im Zuge der Untersuchungen wurden etwa 170 Kombinationen erschmolzen und auf Schmelzverhalten, Kristallisationsneigung, Korrosivität, Flüchtigkeit, Dichte und Wasserbeständigkeit geprüft. Während die ungeeignet erscheinenden Zusammensetzungen nicht weiter verfolgt wurden, prüfte man die aussichtsreicheren Kombinationen genauer auf Dichte, Wasserbeständigkeit, Auslaugbarkeit der Sr-Komponente, Wärmeausdehnungskoeffizienten, Transformationstemperatur, Littletontemperatur und Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur.