ИКД
5013 Информационная
карта диссертации
04 кандидатская
05 докторская
5418 Исходящий номер.
дата.
 
5715 Язык
диссертации
 русский
5715 Инвентарный
номер
 
5409 Дата защиты
 5  апреля 2002
6444 Шифр научной
специальности
 25.00.04
7425 На соискание
степени
 кгмн
2061 Предствлено к защите:
61 Рукопись, в т.ч. научный доклад
52 Монография
43 Учебник
6147 Фамилия, Имя, Отчество соискателя
Ковальский Андрей Михайлович
Фамилия, инициалы
Ученая степень
Шифр научной специальности
6156 Научные руководители
А.Р.Котельников . 

6165 Официальные оппоненты
Н.Р.Хисина . 
Е.Н.Граменицкий . 

6255
дгмн

4662
дгмн
дгмн

6453

4626

5733 Кол‑во томов
5742 Кол‑во стр.
1
175
Номер тома
Кол‑во стр.

5751 Приложений
5787 Источников

108
5778 Таблиц
5760 Иллюстраций
25
32
Сведения об организации, в совете которой проходила защита
2457 Код ОКПО

2934 Телефон

2394 Телефакс

2754 Город
Москва
1332 Сокращенное наименование министерства (ведомства)

7452 Шифр совета
Д 501.001.62
2151 Полное наименование организации
Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова
2358 Сокращенное наименование организации
МГУ
2403 Код ВНТИЦ

2655 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)
119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, главное здание, геологический факультет
Сведения об организации, в которой работает соискатль
2988 Телефон

3087 Телефакс

2781 Город

2187 Наименование организации
Институт экспериментальной минералогии РАН
2385 Сокращенное наименование организации
ИЭМ РАН
2682 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)

9045 Наименование диссертации
Термодинамические свойства твердых растворов Sr, Ba, Rb‑ содержащих полевых шпатов: экспериментальное исследование и прикладные аспекты
9117 Реферат
Объект исследования и цель работы. Методы исследования и аппаратура. Теоретические и практические результаты и их новизна. Степень и эффективность внедрения. Область применения.
Актуальность темы работы определяется широким использованием полевых шпатов в качестве геохимических индикаторов процессов минералогенеза в земной коре, а также в связи с   
необходимостью разработки устойчивых в земной коре минеральных матричных материалов для иммобилизации радиоактивных отходов. Полевые шпаты и являются таким перспективным материалом.  
В группе полевых шпатов наиболее полно изучены минералы главных минералообразующих элементов (Na, K, Ca), в то время как полевые шпаты, содержащие редкие щелочные и щелочноземельные   
элементы (Sr, Ba, Rb, Cs и др.), остаются мало исследованными. Термодинамические свойства твердых растворов полевых шпатов позволяют рассчитывать минеральные геотермометры,   
основанные на распределении как петрогенных, так и малых, и примесных элементов между сосуществующими фазами. Термодинамические характеристики минералов необходимы для геохимических   
построений, исследования распределения элементов между фазами, транспорта элементов гидротермальными растворами. Знание структурных особенностей полевых шпатов позволяет проводить   
оценку условий генезиса содержащих их пород.  
Полевые шпаты, являясь минералами, устойчивыми в условиях земной коры, являются перспективным материалом для концентрации радионуклидов Sr и Cs. Разработки МАГАТЭ рекомендуют   
захоронение РАО в отвержденном виде в стабильных блоках земной коры. Промышленным методом иммобилизации радиоактивных отходов является их остекловывание в алюмофосфатные и   
боросиликатные стекла. В то же время стекла, как метастабильная фаза малопригодны для размещения в породах земной коры. Поэтому в последнее время резко возрос интерес к минеральным   
матричным материалам. Экспериментально исследовать устойчивость матриц в течение продолжительного срока воздействия на них гидротермальных растворов, градиентов температуры   
и химических концентраций не представляется возможным. Для прогноза устойчивости матриц остается доступным только физико‑химическое моделирование, требующее знания их термодинамических   
характеристик. Получение полной информации о термодинамике твердых растворов полевых шпатов требует комплексного исследования их физико‑химических свойств.  
Цель исследования состояла в получении кристаллохимических и термодинамических данных для твердых растворов Sr, Ba и Rb‑ содержащих полевых шпатов с изо‑ и гетеровалентным   
типами изоморфизма, синтеза и оценки устойчивости новых минералоподобных матричных материалов.  
Для реализации этой цели были определены задачи работы: 1) синтез твердых растворов (Na,Sr)‑, (Sr,Ba)‑, (K,Rb)‑ полевых шпатов и их комплексное физико‑химическое изучение,   
2) расчет термодинамических моделей твердых растворов (Na,Sr)‑, (Sr,Ba)‑ полевых шпатов, 3) разработка новых методов синтеза матричных материалов для фиксации элементов pадиоактивных   
отходов на основе твердых растворов полевых шпатов и фельдшпатоидов.  
Защищаемые положения   
Получены новые данные по фазовым отношениям в твердых растворах (Na,Sr), (Sr,Ba) и (K,Rb)‑ полевых шпатов, которые позволили уточнить их фазовые диаграммы. Для натрий‑стронциевых   
твердых растворов положение дисплазивного структурного перехода триклинный  моноклинный определено при составе 28 мол. % стронциевого цельзиана. Для стронций‑бариевых полевых   
шпатов показано существование твердых растворов моноклинных полевых шпатов в области субсолидуса. Стабильность калий‑рубидиевых полевых шпатов при 650‑700 С зависит от давления:   
с повышением давления от 1 до 5.3 кбар поле стабильности полевых шпатов относительно лейцита расширяется.   
Твердые растворы (Sr,Ba)‑ и (K,Rb)‑ полевых шпатов близки к идеальным, а (Na,Sr)‑ полевые шпаты показывают заметное положительное отклонение энтальпий и объемов смешения от   
идеальных. На основании данных термохимического исследования и катионообменных опытов, впервые рассчитаны модели для определения термодинамических функций смешения твердых   
растворов (Na,Sr)‑ и (Sr,Ba)‑ полевых шпатов.   
Показано, что процессы структурного упорядочения в рубидий‑ содержащих щелочных полевых шпатах необходимо рассматривать в рамках тройных твердых растворов альбит‑ортоклаз‑рубидиевый   
полевой шпат. Для определения степени упорядочения тройных твердых растворов природных и синтетических (Na,K,Rb)‑ полевых шпатов построена диаграмма в координатах параметров   
элементарных ячеек (ПЭЯ) b и c. С помощью этой диаграммы определены степени упорядочения ряда образцов рубидий‑ содержащих щелочных полевых шпатов из различных природных объектов.   
Структурное состояние рубидий‑ содержащих щелочных полевых шпатов адекватно отражает условия их формирования.   
На основе принципов теории фазового соответствия разработаны новые матричные материалы ("двуслойные" матрицы) и синтезированы высокоустойчивые полиминеральные керамические   
матрицы для иммобилизации радионуклидов стронция и цезия.   
Научная новизна работы. Отработаны методики синтеза стехиометричных твердых растворов полевых шпатов с изо‑ и гетеровалентным типами изоморфизма. Ряд кристаллохимических и   
термодинамических характеристик твердых растворов Sr, Ba и Rb‑ содержащих полевых шпатов существенно дополняет и уточняет имеющиеся на сегодняшний день данные, некоторые значения   
были получены впервые. Для определения степени упорядочения тройных твердых растворов (Na,K,Rb)‑ полевых шпатов по их составу и параметрам элементарных ячеек, впервые выведена   
и использована диаграмма в координатах ПЭЯ b и c. Впервые синтезированы "двуслойные" матричные материалы для иммобилизации радионуклидов 90Sr, 134Cs, 137Cs на основе смесей   
полевого шпата с кварцем, нефелина с поллуцитом и поллуцита с полевым шпатом; проведено изучение их устойчивости к выщелачиванию по методике МАГАТЭ.  
Практическая значимость работы заключается в получении оригинальных кристаллохимических и термодинамических данных для твердых растворов Sr, Ba и Rb‑ содержащих полевых шпатов   
с изо‑ и гетеровалентным типами изоморфизма. Результаты исследования необходимы для анализа условий образования природных парагенезисов с участием твердых растворов этих минералов   
и изучения устойчивости минеральных матричных материалов на основе полевых шпатов и фельдшпатоидов. Разработанная методика синтеза "двуслойных" матричных материалов позволяет   
создавать высокоустойчивые полиминеральные матричные композиции, оптимально отвечающие условиям их размещения в породах земной коры.  
Фактическая основа работы и методы исследований. Фактическую основу работы составили данные экспериментов, проведенных автором в 1996‑2000 гг. и результаты изучения природных   
образцов полевых шпатов. В работе использованы результаты более 200 экспериментов по синтезу твердых растворов полевых шпатов и минеральных матричных материалов, изучению   
распределения изоморфных катионов между полевым шпатом и гидротермальным флюидом. Эксперименты проводились в ИЭМ РАН и в лаборатории экспериментальной и технической петрографии   
МГУ.  
Твердые продукты опытов исследовались методами рентгеноспектрального микроанализа, порошковой дифрактометрии, атомно‑абсорбционной спектроскопии, высокотемпературной микрокалориметрии.   
Химический состав растворов определялся методами атомно‑абсорбционной спектроскопии и рентгеноспектрального микроанализа. В процессе работы автором проведено более 2000 микрозондовых   
анализов, обработано около 200 рентгенограмм для уточнения параметров элементарных ячеек синтетических и природных минералов. Для согласования физико‑химических характеристик   
полевых шпатов применялась компьютерная программа "Optimal Parameters", разработанная в ИЭМ РАН П.А.Петуховым.
5436
Фамилия, инициалы
Должность
Уч. степень
Подпись МП
Руководитель организации
6111 
6311 
6210   кархн

Председатель
диссертационного совета
6264 
6320 
6462   кархн

5634 Индексы УДК
7434 Дата
7506 Входящий номер

5616 Коды тематических рубрик

5643 Ключевое слово