Závěrečná zpráva grantu 219/2001/B-GEO/PřF

Název projektu:Historická uranem barvená skla jako analog vitrifikovaného jaderného odpadu
Hlavní řešitel:Mgr. Viktor Goliáš, Ph.D.
Spoluřešitelé: Mgr. Ivo Hlásenský, Ph.D.; Mgr. Ladislav Strnad, Ph.D.; PhDr. Jitka Lněničková; Mgr. Radek Procházka
Období řešení:2001-2003
Celková dotace:425 tis. Kč

Souhrn výsledků

Byla studována stabilita historických uranem barvených skel skel loužených 75 až 150 (záleží na lokalitě) let půdním roztokem v přírodních podmínkách. Stáří vzorků bylo určeno historicky.
Terénní práce a studium vzorků půdy umožnilo popsat podmínky uložení skel. Průměrné pH prostředí sklárenských skládek je 6,7. V materiálech skládek byla odhalena radioaktivní nerovnováha mezi 238U a 226Ra, způsobená přítomností drobných a mikroskopických střepů uranových skel.
Ze všech nalezených skel loužení nejsnáze podléhá zelené, alabastrové sklo. Má nejvyšší obsahy K (16 hmot.%) i U (0,4 hmot.%) ze všech studovaných skel.
Byly rozeznány dva typy postižení skla:
1. První typ koroze můžeme nazvat gelifikací (tvorba hydratovaného křemičitého gelu). Projevuje se rozpraskanými tečkami a lemy matně bílé barvy na povrchu střepů. Korozní vrstva je silná až 0,6 mm. Přístupovou cestou pro korozi jsou mikroskopické trhliny ve skle. S loužením jsou spjaty i objemové změny, které se projevují kontrakčními trhlinami v alterované části, končícími vždy na hranici s neporušeným sklem. Elektronové mikroanalýzy prokázaly že, koroze se projevuje totálním odnosem alkálií ze skla. Dochází k nahrazování síťoměnících kationtů (K+, Na+ a Ca2+) ze skla za H+ z roztoku a hydrataci skel. Díky vymývání alkálií do alteračního roztoku jsou skla alterována v zásaditém mikroprostředí (pH 12), a proto dochází ke srážení kalcitu na puklinách vyloužené zóny. Uran je ve skle vázán, ve srovnání s alkáliemi, mnohem pevněji. Analýzy WDS ukázaly na nabohacení U v alterovaném povrchu skla, které má jistě aspoň z části relativní příčinu.
2. Postižení druhého typu se dá nazvat „kaolinizací“. Projevuje se vznikem tenkých (pouze několik mikrometrů), laminovaných korozních vrstviček a náběhovými barvami na lesklém povrchu skel. Kromě již zmíněného loužení alkálií dochází k přínosu Al a krystalizaci fylosilikátů ze skupiny kaolinitu. Alfa spektrometrické anlalýzy v tomto případě prokázaly, že uran nepatří ke složkám, které jsou zabudovávány do korozního produktu, je ze skla uvolňován do okolí.

PUBLIKACE:
Procházka R, Goliáš V (2003): Weathering of the old uranium glasses – an analogue of vitrified waste. In: Uranium   geochemistry, proceedings. Ed. M. Cuney, Nancy
Procházka R. (2002): Přírodní koroze historických barvených sloučeninami uranu. MS Diplomová práce. UGMNZ PřF UK Praha, 58 stran.
Procházka R., Goliáš V., Hlásenský I., Strnad L., Lňeničková J. (2002): Natural corrosion of old potash glass coloured with uranium compounds. Ceram-silik vol. 46(3), pp. 86-96.
Procházka R., Goliáš V., Hlásenský I., Strnad L., Lňeničková J. (2002): Natural corrosion of old glass coloured with uranium compounds. In: Uranium deposits - from their genesis to the environmental aspects, proceedings. Ed. B. Kříbek, Prague.