Konstitutionsuntersuchungen im System Palladium-Rhodium-Tellur (-Sauerstoff) Ein Beitrag zur Aufklaerung des Verhaltens von Pd, Rh und Te im Verglasungsprozess hochradioaktiver Abfalloesungen (HAWC)

In the vitrification process of high-level waste concentrates (HLWC) from the reprocessing of nuclear spent fuel elements, about 30 different elements have to be immobilized in a solid matrix consisting of an alkali borosilicate glass. Most of the waste oxides are dissolved in the alkali borosilicate melt and become structural elements of the glasses when cooled. This, however, applies only partly to the platinum metals Ru, which forms RuO_2, and palladium and rhodium, which deposit as sparingly soluble and electrically conducting tellurides. This might considerably impair the technical process of HLWC vitrification. Therefore, constitutional studies on the Pd-Rh-Te system became necessary. The phase diagram of the Pd-Rh-Te ternary system at temperatures of 1150, 1100, 1050, 1000, 950, 900 and 750 C was determined under inertial conditions. Oxygen exerts a major influence on the system. Already under limited availability of oxygen, the rhodium contents of the solid solution phases #alpha#_1 and #alpha#_2 are clearly diminished. Rhodium of the phases becomes oxidized selectively. The three-phase field #alpha#_1+#alpha#_2+L is shifted to higher palladium and tellurium contents, even oxygen is available to a limited extend only. With the oxygen in the air, the extension of the three-phase space is reduced markedly. The complex process chemistry of Pf, Rh and Te during the vitrification can be described by the state of the Pd-Rh-Te ternary system after annealing in (air) oxygen for limited periods of time. (orig./MM)Bei der Verglasung hochradioaktiver Abfalloesungen aus der Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrennstoffe (HAWC) muessen ca. 30 verschiedene Elemente in eine feste Matrix aus Alkaliborosilikatglas eingebunden werden. Die meisten Abfalloxide werden in der Alkaliborosilikatschmelze geloest und werden beim Abkuehlen zu Strukturelementen der Glaeser. Dies gilt jedoch nur teilweise fuer die Platinmetalle Ru, das RuO_2 bildet, sowie Palladium und Rhodium, die als schwerloesliche, elektrisch leitende Telluride sedimentieren. Der technische Prozess der Verglasung von HAWC kann hierdurch erheblich beeintraechtigt werden, so dass Konstitutionsuntersuchungen im System Pd-Rh-Te notwendig wurden. Das Zustandsidagramm des ternaeren Systems Pd-Rh-Te bei den Temperaturen 1150, 1100, 1050, 1000, 950, 900 sowie 750 C wurde unter inerten Synthesebedingungen bestimmt. Bei eingeschraenkter Verfuegbarkeit von Sauerstoff verringern sich die Rhodiumgehalte der Mischkristallphasen #alpha#_1 und #alpha#_2 deutlich. Das Rhodium der Phasen wird selektiv oxidiert. Bei freier Verfuegbarkeit von Luftsauerstoff verringert sich die Ausdehnung der 3-Phasenraums erheblich. Die komplexe Prozesschemie bei der Verglasung von HAWC wird durch das ternaere System Pd-Rh-Te nach zeitlich begrenzter Waermebehandlung unter (Luft-)Sauerstoff beschrieben. (orig./MM)Available from TIB Hannover: ZA 5141(5677) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman