Проект направлен на производство промышленно значимых материалов керамического состава в виде прочных вмещающих матриц для иммобилизации особо опасных радионуклидов и высокоплотных компаундов методом инновационной технологии искрового плазменного спекания (ИПС). Актуальность проекта обуславливается оригинальностью применения инновационного ИПС метода применительно к атомной энергетике и изотопной продукции, а научная новизна обеспечивается получением и систематизацией новых фундаментальных знаний в области применения ограниченно изученной и промышленно не внедрённой в России технологии ИПС, включая механизмы порошковой консолидации, процессы фазообразования, специфики топохимических реакций, диффузионных превращений, принципов организации структурной регулярности и микро(нано-) неоднородностей в неравновесных условиях плазменно-искровой обработки порошковых материалов радионуклидного состава. В том числе, формирование ранее не известных фундаментальных основ о влиянии термодинамических условий ИПС процесса на физико-химические характеристики и функциональные свойства керамических матриц определенного радионуклидного наполнения и высокоплотных ядерных керамик получаемых передовой технологией ИПС. Расширение же широкого круга целевых керамических материалов для атомной отрасли обоснованы возможностями генерируемого искрового разряда спекать порошкообразную шихту разнообразной композиции, вне зависимости от методов её получения. В ходе выполнения проекта разработаны высокотехнологические приёмы ИПС консолидации порошковых материалов радионуклидного состава: алюмосиликаты (природные клиноптилолиты, перлиты, цеолиты, в том числе синтетического типа NaX, NaY, NaA), фосфаты структурного типа (тридимит KMgPO4, коснарит NaZr2(PO4)3, витлокита Ca3(PO4)2, апатит Ca5(PO4)3OH) и стурктурированные сульфаты (лайгбенит K2Mg2(SO4)3), насыщенные радионуклидами (137Cs, 90Sr), а также оксид-урановые (UO2), оксид-ториевые (ThO2) и их смесевые композиции ((U,Th)O2; (U,Th)O2+MgO, (U,Th,Са)O2; (U,Pu)O2, (Th,Pu)O2)) для разных составов по UО2 и ThO2 (от 1 до 30 мас.%), с целью получения керамических материалов, предназначенных в качестве активных зон источников ионизирующего гамма-излучения (ИИИ), а также уран и торий оксидного, а также уран-ториевых смесевых топливных композиций. Предлагаемый к высокотехнологичный способ ИПС синтеза обеспечивает получение высококачественных керамических материалов ядерного назначения в одну стадию, без сменных оснасток, за рекордно короткое время, путем мгновенного электроимпульсного разогрева и высокого давления прессования в отсутствие связующих примесных компонентов.

Ссылка на оригинал статьи