실험실 분쇄 장비는 필수적입니다. 고체화된 기본 유리를 미세 분말로 변환하여 비표면적을 극적으로 증가시키기 때문입니다. 이 물리적 변환은 유리 호스트와 시뮬레이션된 불화물 폐기물 간의 미세 접촉을 달성하기 위한 중요한 전제 조건입니다. 이 단계를 거치지 않으면 재용해 중 후속 화학 통합이 비효율적이고 일관성이 없을 것입니다.
분쇄 및 분쇄의 주요 목적은 표면적을 최대화하여 고체화된 기본 유리와 불화물 폐기물 분말이 미세 수준에서 균일하게 혼합되도록 하는 것입니다. 이러한 밀접한 접촉은 열 처리 중에 불화물을 빠르게 용해하고 높은 폐기물 적재 용량을 달성하기 위해 엄격하게 필요합니다.
분말 준비의 역학
표면적 최대화
분쇄 장비는 고체화된 기본 유리 구조를 기계적으로 분해합니다. 이 공정은 벌크 유리 조각에 비해 훨씬 더 큰 총 표면적을 노출시킵니다.
미세 접촉 보장
높은 표면적은 유리 입자가 시뮬레이션된 방사성 분말과 물리적으로 상호 작용할 수 있도록 합니다. 특히, 불화 리튬(LiF), 불화 나트륨(NaF), 불화 칼륨(KF)과 같은 불화물과의 밀접한 접촉을 가능하게 합니다.
재용해 단계 최적화
효율적인 용해 촉진
준비된 혼합물은 950°C ~ 1000°C의 온도에서 재용해됩니다. 입자가 미세하고 잘 혼합되어 있기 때문에 불화물은 유리 네트워크에 빠르고 효율적으로 용해됩니다.
높은 폐기물 적재 달성
이 공정의 궁극적인 목표는 높은 폐기물 적재입니다. 미세 분쇄는 유리 매트릭스가 최대량의 불화물 물질을 흡수하여 용해되지 않은 폐기물 포켓 형성을 방지하도록 보장합니다.
부적절한 준비의 위험
불완전한 혼합
미세 분쇄 없이는 유리와 폐기물 간의 접촉이 거시적으로 유지됩니다. 이는 최종 폐기물 형태 내에서 통합 불량과 불균질성을 초래합니다.
열 비효율
입자가 클수록 반응 속도가 느립니다. 분쇄 단계를 생략하면 동일한 수준의 화학적 통합을 달성하기 위해 더 높은 온도 또는 더 긴 처리 시간이 필요할 가능성이 높습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
고화 공정의 성공을 보장하기 위해 특정 목표를 고려하십시오.
- 주요 초점이 공정 효율성인 경우: 950°C ~ 1000°C 범위에서 용해에 필요한 시간을 최소화하기 위해 입자 미세도를 우선시하십시오.
- 주요 초점이 폐기물 용량인 경우: 유리 네트워크가 가능한 최대 부피의 불화물 폐기물을 수용할 수 있도록 혼합물의 균일성에 집중하십시오.
효과적인 폐기물 고정은 용광로가 아니라 재료의 물리적 준비에서 시작됩니다.
요약 표:
| 공정 단계 | 분쇄의 주요 이점 | 기술적 결과 |
|---|---|---|
| 준비 | 표면적 증가 | 유리와 불화물 분말 간의 최대 물리적 접촉 |
| 혼합 | 미세 균일성 | 용해되지 않은 폐기물 포켓 방지 및 균질성 보장 |
| 재용해 | 빠른 용해 | 950°C ~ 1000°C에서 효율적인 화학 통합 |
| 최종 형태 | 높은 폐기물 적재 | 유리 매트릭스 네트워크의 최대 흡수 용량 |
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