Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца
Изучены радиационно-стимулированные изменения структуры и фазового состава кварца (SiO₂), который входит в состав пяти основных разновидностей гранитоидных пород Украины, перспективных для захоронения радиоактивных отходов (РАО). Установлено, что во всех исследованных разновидностях гранитоидов диаг...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/109018 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца / Е.П. Березняк, Б.В. Борц, Л.А. Саенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 5. — С. 8-12. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859705310694866944 |
|---|---|
| author | Березняк, Е.П. Борц, Б.В. Саенко, Л.А. |
| author_facet | Березняк, Е.П. Борц, Б.В. Саенко, Л.А. |
| citation_txt | Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца / Е.П. Березняк, Б.В. Борц, Л.А. Саенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 5. — С. 8-12. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Изучены радиационно-стимулированные изменения структуры и фазового состава кварца (SiO₂), который входит в состав пяти основных разновидностей гранитоидных пород Украины, перспективных для захоронения радиоактивных отходов (РАО). Установлено, что во всех исследованных разновидностях гранитоидов диагностируются две модификации SiO₂: низкотемпературный α-кварц и α-кварц с признаками наложенного метаморфизма, содержащий высокотемпературные модификации кремнезема. В результате электронного облучения низкотемпературного α-кварца до дозы D = 10⁸ Гр отмечается частичное разупорядочение его кристаллической структуры. При тех же дозах облучения в α-кварце с признаками наложенного метаморфизма наблюдается радиационный отжиг дефектов его исходной структуры. При этом происходит модификационное фазовое превращение высокотемпературных модификаций SiO₂ в скрытокристаллическую водосодержащую форму кремнезема – опал (SiO₂·nH₂O) .
Вивчено радіаційно-стимульовані зміни структури і фазового складу кварцу (SiO₂), який входить до п'яти основних різновидів гранітоїдних порід Україні, перспективних для поховання радіоактивних відходів (РАВ). Встановлено, що у всіх досліджених різновидах гранітоїдів діагностуються дві модифікації SiO₂: низькотемпературний α-кварц і α-кварц з ознаками накладеного метаморфізму, який містить високотемпературні модифікації кремнезему. В результаті електронного опромінення низькотемпературного α-кварцу до дози D = 10⁸ Гр відзначається часткове розупорядкування його кристалічної структури. При тих же дозах опромінення в α-кварці з ознаками накладеного метаморфізму спостерігається радіаційний відпал дефектів його початкової структури. При цьому відбувається модифікаційне фазове перетворення високотемпературних модифікацій SiO₂ в прихованокристалічну водомістку форму кремнезему – опал (SiO₂·nH₂O).
The radiation-stimulated changes of the structure and phase composition of quartz (SiO₂), which is part of the five main granitoid rocks types in Ukraine promising for the radioactive waste (RW) disposal, were researched. It was established that in all species of studied granitoids two modifications of SiO₂ were diagnosed: a lowtemperature α-quartz and α-quartz with signs of superimposed metamorphism, which contains high-temperature modification of silica. As a result of electron irradiation of low-temperature α-quartz to a dose of D = 10⁸ Gy a partial disorder of its crystal structure was marked. At the same doses of α-quartz with evidence of superimposed metamorphism observed radiation annealing of defects in its original structure. At the same time the phase modification transformation of high-temperature modifications of SiO₂ to hydrous cryptocrystalline form of silica - opal (SiO₂·nH₂O) occurs.
|
| first_indexed | 2025-12-01T02:09:07Z |
| format | Article |
| fulltext |
8 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №5(81)
УДК 537.533.9 + 549.514.51
ВЛИЯНИЕ ОБЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНАМИ
НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ
ПОРОДООБРАЗУЮЩЕГО КВАРЦА
Е.П. Березняк, Б.В. Борц, Л.А. Саенко
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»,
Харьков, Украина
Е-mail: bereznyak@kipt.kharkov.ua
Изучены радиационно-стимулированные изменения структуры и фазового состава кварца (SiO2),
который входит в состав пяти основных разновидностей гранитоидных пород Украины, перспективных для
захоронения радиоактивных отходов (РАО). Установлено, что во всех исследованных разновидностях
гранитоидов диагностируются две модификации SiO2: низкотемпературный α-кварц и α-кварц с признаками
наложенного метаморфизма, содержащий высокотемпературные модификации кремнезема. В результате
электронного облучения низкотемпературного α-кварца до дозы D = 108 Гр отмечается частичное
разупорядочение его кристаллической структуры. При тех же дозах облучения в α-кварце с признаками
наложенного метаморфизма наблюдается радиационный отжиг дефектов его исходной структуры. При этом
происходит модификационное фазовое превращение высокотемпературных модификаций SiO2 в
скрытокристаллическую водосодержащую форму кремнезема – опал (SiO2·nH2O).
ВВЕДЕНИЕ
Наиболее перспективной геологической средой
для долговременного хранения РАО в Украине
являются кристаллические гранитоидные горные
породы [1, 2]. С целью прогнозирования
устойчивости структуры гранитоидных пород к
возможному радиационному воздействию со
стороны размещенных в них радиоактивных
отходов были изучены структурные изменения,
происходящие при облучении в одной из основных
породообразующих фракций – кварце (SiO2).
Кварц является одним из наиболее
распространенных минералов, входящих в состав
большинства магматических, осадочных и
метаморфических пород. Основной
кристаллической модификацией SiO2,
существующей при обычных температуpax (вплоть
до 573 ºС) и давлениях, является α-кварц. Кристаллы
α-кварца характеризуются тригонально-
трапецеэдрическим видом симметрии с
пространственной группой С312 или С322 [3].
Кристаллическая решетка кварца построена из
кремнекислородных тетраэдров SiO4: находящийся
в центре тетраэдра катион кремния связан с
четырьмя окружающими его анионами кислорода, а
каждый ион кислорода, осуществляя сцепление
тетраэдров, связан с двумя ионами кремния. Связь
между Si и О носит ионно-ковалентный характер.
В данной работе были изучены радиационно-
стимулированные преобразования структуры и
фазового состава породообразующего кварца,
входящего в состав пяти основных разновидностей
гранитоидных горных пород Украины с различным
минералогическим составом. Во всех
исследованных разновидностях гранитоидов были
диагностированы две модификации SiO2:
низкотемпературный α-кварц и α-кварц с
признаками наложенного метаморфизма,
содержащий высокотемпературные модификации
кремнезема.
Целью работы было изучение
последовательности и интенсивности радиационно-
стимулированных преобразований структуры и
фазового состава породообразующего кварца в
зависимости от степени его фазовой однородности и
степени дефектности структуры в исходном
состоянии.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
В работе исследованы образцы кварца,
отобранные из пяти основных разновидностей
гранитоидных пород: плагиогранитов,
гранодиоритов, кварцевых сиенитов и кварцевых
диоритов. Отбор мономинеральных фракций кварца
производился с помощью микроскопа МБС-19.
Облучение проводилось на линейном ускорителе
электронов ННЦ ХФТИ КУТ-1 при следующих
параметрах: энергия электронов Е ≈ 7 МэВ, средний
ток пучка I = 500 мкА, температура облучаемых
образцов Тобл ≈ 40 °С, поглощенная доза
Dпогл = 107…108 Гр, плотность потока электронов –
3·1016…3·1017 эл./см2.
Этот диапазон доз был выбран для эксперимента,
поскольку предельная доза внешнего облучения со
стороны РАО, которая может быть набрана
геологической средой за 1000 лет, составляет
~107 Гр [4, 5].
Структура и фазовый состав кварца
исследовались методами инфракрасной
спектроскопии и кристаллооптического анализа.
Спектры инфракрасного поглощения
регистрировались на спектрофотометре UR-20 (Zeis,
Jena) в диапазоне частот 400…4000 см-1 с
погрешностью измерения ±(2…7) см-1. Образцы
приготавливались в виде прозрачных спрессованных
таблеток из смеси KBr и исследуемого вещества в
количестве 1 %.
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №5(81) 9
Кристаллооптические измерения проводились на
поляризационных микроскопах МИН-8, ПОЛАМ-
211Л с применением иммерсионных жидкостей.
Точность измерения величины показателей
преломления составляет ± 0,003.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Кварц, входящий в состав всех пяти
исследуемых разновидностей гранитоидов, имеет
светло-серый цвет со стеклянным блеском.
Микроскопически в иммерсионных препаратах
кварц представлен прозрачными, изометричными
зернами неправильной формы с размерами от
0,025…0,10 до 0,3 мм (рис. 1).
Рис. 1. Микрофотография зерен исходного кварца
в иммерсионной жидкости, в проходящем свете,
без анализатора
Во всех разновидностях гранитоидов
присутствует чистый кварц, содержащий до 1 %
примесей и включений, и кварц, содержащий до
10 % включений, преимущественно газово-жидких,
располагающихся как в полном беспорядке, так и в
виде ориентированных цепочек и полос размерами
до 0,005 мм. В скрещенных николях отмечается
мозаичный и волнистый характер погасания.
В исследованных разновидностях гранитоидов
диагностируются две модификации кремнезема:
низкотемпературный α-кварц (показатель
преломления Ne = 1,552 ± 0,003; No = 1,543 ± 0,003,
величина двойного лучепреломления
Ne – No = 0,009, положительное удлинение (l = +),
прямой угол погасания) и кварц с признаками
наложенного метаморфизма, содержащий
высокотемпературные модификации кремнезема
(показатель преломления Nср = 1,542 ± 0,003). Это
объясняется изменением химического состава в
процессе формирования породы [5].
На рис. 2 (кривая 1) приведен ИК-спектр
низкотемпературного кремнезема, отобранного из
исследуемых гранитоидных пород. В спектре
присутствуют полосы поглощения сильной и
средней интенсивностей, характерные для α-кварца:
470, 520, соответствующие деформационным
колебаниям связи Si-O, и 695, 780, 795, 1105,
1180 см-1 – валентным колебаниям связи Si-O, а
также ряд мелких пиков, связанных с примесью
полевошпатовой фазы: 455, 500 и 730 см-1, и полоса
1610 см-1, соответствующая колебаниям группы ОН.
Рис. 2. ИК-спектры поглощения низкотемпературного кварца (α-SiO2):
1 – исходный; 2 – после облучения до D = 108 Гр;
* полосы поглощения примесных минеральных фракций
10 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №5(81)
Идентификация полос поглощения α-кварца приведена в таблице.
Идентификация полос ИК-поглощения в спектрах α-кварца (SiO2)
Область спектра ν, см-1 Отнесение связей [5, 6]
426…520 Деформационные колебания Si-O в тетраэдрах
кремнекислородного каркаса
700 Валентные колебания Si-O
778 Валентные колебания Si-O параллельно
к оптической оси
798 Валентные колебания Si-O перпендикулярно
к оптической оси
1100…1080 Валентные колебания Si-O в тетраэдрах
кремнекислородного каркаса
1172 Валентные колебания Si-O
На рис. 3 (кривая 1) приведен ИК-спектр
поглощения кварца с признаками наложенного
метаморфизма. Его спектральная картина
характеризуется наличием наиболее интенсивных
полос, характерных для низкотемпературного
α-кварца (470, 780, 795, 1105 и 1200 см-1). Однако в
спектре отсутствуют характеристические полосы
поглощения α-кварца (520 и 695 см-1), являющиеся
критерием его кристалличности. Таким образом,
исходный α-кварц, входящий в состав данного
кремнезема, имеет кристаллическую структуру с
большим количеством дефектов.
Кроме того, низкочастотное плечо полосы
1100 см-1 обнаруживает серию мелких пиков (1010,
970 и 930 см-1), характерных для
высокотемпературных неупорядоченных
модификаций кремнезема, таких как тридимит и
кристобалит (см. рис. 3, кривая 1). Наличие
неупорядоченных фаз с меньшей степенью
кристалличности решетки подтверждается также
снижением разрешения дублетной полосы в области
800…780 см-1, относящейся к Si-O-Si-колебаниям и
наиболее зависящей от степени кристалличности
структуры кварца.
Рис. 3. ИК-спектры поглощения кремнезема с признаками наложенного метаморфизма:
1 – исходный; 2 – после облучения до D = 108 Гр;
* – высокотемпературные модификации кремнезема; *искусственный опал
Кристаллооптические исследования кварца,
облученного электронами до доз 107…108 Гр,
показали, что α-кварц сохраняет свои исходные
оптические константы с небольшим уменьшением
двойного лучепреломления (Ne – No = 0,007) по
сравнению с исходным (Ne – No = 0,009), что
вызвано началом разупорядочения его
кристаллической структуры. Форма и величина
зерен не изменились.
В кварце с признаками наложенного
метаморфизма отмечается изменение среднего
показателя преломления (Nср = 1,542 ± 0,003) в
сторону его повышения (Nср = 1,543 ± 0,003). Это
связано с радиационно-стимулированным отжигом
дефектов и примесей, содержащихся в исходной
структуре α-кварца, входящего в состав этой
разновидности.
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №5(81) 11
Отмечено активное проявление прозрачных
газово-жидких включений овальной и линзовидной
форм величиной до 0,005 мм и разнообразных по
форме непрозрачных рудных включений величиной
до 0,012 мм (рис. 4). Чаще зерна с многочисленными
включениями встречаются в гранодиоритах и в
нормальных гранитах.
Рис. 4. Микрофотография зерен кварца
в иммерсионной жидкости после облучения
до Dпогл = 108 Гр в проходящем свете
без анализатора
Появилось около 30…35 % зерен, имеющих
дымчатую окраску. Известно, что радиационное
окрашивание кварца обусловлено наличием
структурных изоморфных примесей и их валентных
превращений, происходящих при облучении [8–11].
Наличие примесных ионов играет решающую
роль в повышении устойчивости кристаллического
кварца при облучении. Такие примеси могут
выполнять функцию стоков для образованных при
облучении точечных дефектов и замедляют
вызванное радиацией фазовое превращение в
высокотемпературную модификацию [12].
Анализ ИК-спектров облученных образцов
низкотемпературного кремнезема показал, что в
результате электронного облучения до дозы
D = 108 Гр наблюдается незначительное снижение
интенсивности и уширение основных полос ИК-
поглощения α-кварца, свидетельствующее о
начальной стадии разупорядочения его
кристаллической структуры (cм. рис. 2, кривая 2).
Это подтверждается снижением двойного
лучепреломления в облученных образцах
низкотемпературного кварца.
ИК-спектры поглощения облученного кварца с
признаками наложенного метаморфизма испыты-
вают более существенные изменения. С ростом дозы
облучения в спектре отчетливо проявляются все
основные полосы низкотемпературного α-кварца:
470, 520, 695, 780, 795 и 1090 см-1 (см. рис. 3, кривая
2). Это говорит о том, что кристаллическая структура
исходного α-кварца, входящего в состав данной
разновидности, совершенствуется. Это может быть
обусловлено радиационно-стимулированной диффу-
зией примесных ионов и радиационным отжигом
дефектов структуры исходного кварца. Этот вывод
находится в согласии с данными
кристаллооптических исследований, приведенными
выше.
В результате облучения до дозы 108 Гр
полностью сглаживаются полосы поглощения
высокотемпературных неупорядоченных модифика-
ций кремнезема, которые лежали в диапазоне
1010…930 см-1. Одновременно с этим в спектре
проявляется ряд мелких пиков, характерных для
спектра искусственного опала (SiO2·nH2O): 750, 910
и 1030 см-1.
Таким образом, под влиянием облучения
происходит модификационное фазовое
превращение, содержащихся в некоторых видах
гранитоидных пород высокотемпературных
модификаций SiO2, в скрытокристаллическую
водосодержащую форму кремнезема – опал.
ВЫВОДЫ
В исследованных разновидностях гранитоидов
диагностированы две модификации кварца:
низкотемпературный α-кварц и α-кварц с
признаками наложенного метаморфизма,
содержащий высокотемпературные модификации
кремнезема.
Установлено, что в результате электронного
облучения низкотемпературного α-кварца до дозы
D = 108 Гр наблюдаются небольшое уменьшение
двойного лучепреломления и незначительное
снижение интенсивности и уширение основных
полос ИК-поглощения α-кварца, свидетельствующее
о начальной стадии разупорядочения его
кристаллической структуры под влиянием
облучения. При тех же условиях происходит
модификационное фазовое превращение
высокотемпературных модификаций SiO2,
входящих в кварц с признаками наложенного
метаморфизма, в скрытокристаллическую
водосодержащую форму кремнезема – опал
(SiO2·nH2O). При этом кристаллическая структура
α-кварца с большим количеством дефектов,
входящего в состав данной разновидности SiO2,
совершенствуется в результате электронного
облучения, что обусловлено радиационно-
стимулированной диффузией примесных ионов и
радиационным отжигом дефектов его исходной
структуры.
На основании полученных данных можно
сделать вывод, что в исследуемом интервале доз
(107…108 Гр) обе изученные разновидности кварца
обладают достаточной устойчивостью к
воздействию облучения и сохраняют
кристалличность до максимальной дозы – 108 Гр.
Однако радиационно-стимулированный фазовый
переход высокотемпературных модификаций
кремнезема, входящих в состав α-кварца с
признаками наложенного метаморфизма, может
сопровождаться положительными радиационными
деформациями, которые могут привести к
возникновению микротрещин и локальному
разрушению породы. Таким образом, более
устойчивыми к радиационному воздействию будут
гранитоиды, в состав которых входит
низкотемпературный α-кварц.
9 мкм
12 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №5(81)
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Радиоактивные отходы Украины: состояние,
проблемы, решения / Под. ред. Э.В. Соботовича.
Киев: Издательский центр «Друк», 2003, 400 с.
2. Ядерная энергетика. Обращение с
отработанным ядерным топливом и
радиоактивными отходами / Под ред.
И.М. Неклюдова. Киев: «Наукова думка», 2006,
253 с.
3. У.А. Дир, Р.А. Хауи, Дж. Зусман. Породо-
образующие минералы. М.: «Мир», 1966, т. 4, 316 с.
4. С.Ю. Саенко, И.М. Неклюдов, Г.А. Холомеев
и др. Математическое моделирование тепло- и
массопереноса в геологическом барьере после
захоронения отработавшего ядерного топлива //
Ядерная и радиационная безопасность. 2001, №4,
c. 66-72.
5. Б.Г. Шабалин. Техногенные месторождения
минерального сырья при захоронении
радиоактивных отходов // Наукові праці Донецького
національного технічного університету. Серія
«Гірнично-геологічна» (81). 2004, 150 с.
6. И.И. Плюснина. Метаморфические реакции
низкотемпературного кремнезема в земной коре.
М.: Изд-во МГУ, 1983, 226 с.
7. И.И. Плюснина. Инфракрасные спектры
минералов. М.: Изд-во МГУ, 1976, 175 с.
8. Van der Marel, H. Beutelspacher. Atlas of
infrared spectroscopy of clay minerals and their
admixtures. Amsterdam: Elsevier scientific publishing
company, 1976, 396 p.
9. I.L. Komov. Radiation of mineralogy and
geochemistry. Киев: «Логос», 2004, 419 с.
10. Г.И. Икрамов, Г.Т. Петровский. Радиа-
ционно-оптические эффекты в кислород-
содержащих кристаллах и стёклах. Ташкент: Изд-
во ФАН Узбекской ССР, 1985, 176 с.
11. Ш.А. Вахидов, Э.М. Гасанов, М.И. Самой-
лович и др. Радиационные эффекты в кварце.
Ташкент: Изд-во ФАН Узбекской ССР, 1975, 187 с.
12. Е.В. Колонцова, И.С. Погосова, А.А. Фотчен-
ков, И.Х. Абдукадырова. Влияние примесей на
радиационную стойкость кристаллической
структуры кварца // ДАН СССР. 1984, т. 275, №6,
c. 1411-1415.
Статья поступила в редакцию 12.07.2012 г.
ВПЛИВ ОПРОМІНЕННЯ ЕЛЕКТРОНАМИ НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВИЙ СТАН
ПОРОДОУТВОРЮЮЧОГО КВАРЦУ
О.П. Березняк, Б.В. Борц, Л.О. Саєнко
Вивчено радіаційно-стимульовані зміни структури і фазового складу кварцу (SiO2), який входить до п'яти
основних різновидів гранітоїдних порід Україні, перспективних для поховання радіоактивних відходів
(РАВ). Встановлено, що у всіх досліджених різновидах гранітоїдів діагностуються дві модифікації SiO2:
низькотемпературний α-кварц і α-кварц з ознаками накладеного метаморфізму, який містить
високотемпературні модифікації кремнезему. В результаті електронного опромінення
низькотемпературного α-кварцу до дози D = 108 Гр відзначається часткове розупорядкування його
кристалічної структури. При тих же дозах опромінення в α-кварці з ознаками накладеного метаморфізму
спостерігається радіаційний відпал дефектів його початкової структури. При цьому відбувається
модифікаційне фазове перетворення високотемпературних модифікацій SiO2 в прихованокристалічну
водомістку форму кремнезему – опал (SiO2·nH2O).
THE EFFECT OF ELECTRON IRRADIATION ON STRUCTURAL-PHASE STATE
OF ROCK-FORMING QUARTZ
E.P. Bereznyak, B.V. Borts, L.A. Sayenko
The radiation-stimulated changes of the structure and phase composition of quartz (SiO2), which is part of the
five main granitoid rocks types in Ukraine promising for the radioactive waste (RW) disposal, were researched. It
was established that in all species of studied granitoids two modifications of SiO2 were diagnosed: a low-
temperature α-quartz and α-quartz with signs of superimposed metamorphism, which contains high-temperature
modification of silica. As a result of electron irradiation of low-temperature α-quartz to a dose of D = 108 Gy a
partial disorder of its crystal structure was marked. At the same doses of α-quartz with evidence of superimposed
metamorphism observed radiation annealing of defects in its original structure. At the same time the phase
modification transformation of high-temperature modifications of SiO2 to hydrous cryptocrystalline form of silica -
opal (SiO2·nH2O) occurs.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-109018 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T02:09:07Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Березняк, Е.П. Борц, Б.В. Саенко, Л.А. 2016-11-18T20:31:30Z 2016-11-18T20:31:30Z 2012 Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца / Е.П. Березняк, Б.В. Борц, Л.А. Саенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 5. — С. 8-12. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/109018 537.533.9 + 549.514.51 Изучены радиационно-стимулированные изменения структуры и фазового состава кварца (SiO₂), который входит в состав пяти основных разновидностей гранитоидных пород Украины, перспективных для захоронения радиоактивных отходов (РАО). Установлено, что во всех исследованных разновидностях гранитоидов диагностируются две модификации SiO₂: низкотемпературный α-кварц и α-кварц с признаками наложенного метаморфизма, содержащий высокотемпературные модификации кремнезема. В результате электронного облучения низкотемпературного α-кварца до дозы D = 10⁸ Гр отмечается частичное разупорядочение его кристаллической структуры. При тех же дозах облучения в α-кварце с признаками наложенного метаморфизма наблюдается радиационный отжиг дефектов его исходной структуры. При этом происходит модификационное фазовое превращение высокотемпературных модификаций SiO₂ в скрытокристаллическую водосодержащую форму кремнезема – опал (SiO₂·nH₂O) . Вивчено радіаційно-стимульовані зміни структури і фазового складу кварцу (SiO₂), який входить до п'яти основних різновидів гранітоїдних порід Україні, перспективних для поховання радіоактивних відходів (РАВ). Встановлено, що у всіх досліджених різновидах гранітоїдів діагностуються дві модифікації SiO₂: низькотемпературний α-кварц і α-кварц з ознаками накладеного метаморфізму, який містить високотемпературні модифікації кремнезему. В результаті електронного опромінення низькотемпературного α-кварцу до дози D = 10⁸ Гр відзначається часткове розупорядкування його кристалічної структури. При тих же дозах опромінення в α-кварці з ознаками накладеного метаморфізму спостерігається радіаційний відпал дефектів його початкової структури. При цьому відбувається модифікаційне фазове перетворення високотемпературних модифікацій SiO₂ в прихованокристалічну водомістку форму кремнезему – опал (SiO₂·nH₂O). The radiation-stimulated changes of the structure and phase composition of quartz (SiO₂), which is part of the five main granitoid rocks types in Ukraine promising for the radioactive waste (RW) disposal, were researched. It was established that in all species of studied granitoids two modifications of SiO₂ were diagnosed: a lowtemperature α-quartz and α-quartz with signs of superimposed metamorphism, which contains high-temperature modification of silica. As a result of electron irradiation of low-temperature α-quartz to a dose of D = 10⁸ Gy a partial disorder of its crystal structure was marked. At the same doses of α-quartz with evidence of superimposed metamorphism observed radiation annealing of defects in its original structure. At the same time the phase modification transformation of high-temperature modifications of SiO₂ to hydrous cryptocrystalline form of silica - opal (SiO₂·nH₂O) occurs. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца Вплив опромінення електронами на структурно-фазовий стан породоутворюючого кварцу The effect of electron irradiation on structural-phase state of rock-forming quartz Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца Березняк, Е.П. Борц, Б.В. Саенко, Л.А. Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах |
| title | Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца |
| title_alt | Вплив опромінення електронами на структурно-фазовий стан породоутворюючого кварцу The effect of electron irradiation on structural-phase state of rock-forming quartz |
| title_full | Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца |
| title_fullStr | Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца |
| title_full_unstemmed | Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца |
| title_short | Влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца |
| title_sort | влияние облучения электронами на структурно-фазовое состояние породообразующего кварца |
| topic | Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах |
| topic_facet | Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/109018 |
| work_keys_str_mv | AT bereznâkep vliânieoblučeniâélektronaminastrukturnofazovoesostoânieporodoobrazuûŝegokvarca AT borcbv vliânieoblučeniâélektronaminastrukturnofazovoesostoânieporodoobrazuûŝegokvarca AT saenkola vliânieoblučeniâélektronaminastrukturnofazovoesostoânieporodoobrazuûŝegokvarca AT bereznâkep vplivopromínennâelektronaminastrukturnofazoviistanporodoutvorûûčogokvarcu AT borcbv vplivopromínennâelektronaminastrukturnofazoviistanporodoutvorûûčogokvarcu AT saenkola vplivopromínennâelektronaminastrukturnofazoviistanporodoutvorûûčogokvarcu AT bereznâkep theeffectofelectronirradiationonstructuralphasestateofrockformingquartz AT borcbv theeffectofelectronirradiationonstructuralphasestateofrockformingquartz AT saenkola theeffectofelectronirradiationonstructuralphasestateofrockformingquartz |