Name: [Khoa học về Chôn lấp Địa tầng] 1-2. Hóa thủy tinh các hạt nhân phóng xạ (【地層処分の科学】1-2. 放射性核種のガラス固化)
Uploaded: 2026-01-03T03:22:19.000Z
Duration: 10 min 39 s
Description: Thousands of YouTube videos with English-Chinese subtitles! Now you can learn to understand native speakers, expand your vocabulary, and improve your pronunciation...

So we have learned until now that we need to isolate the fission products and to fix them in something better than a tank where we put them in.

Vậy là chúng ta đã biết đến giờ là cần phải tách các sản phẩm phân hạch ra và cố định chúng vào một thứ gì đó tốt hơn là cái bể mà chúng ta đã từng chứa.

Và vì vậy chúng ta cho chúng vào một thể rắn.

So we make out of the fission products a solid.

Vì vậy chúng ta tạo ra một thể rắn từ các sản phẩm phân hạch.

We cannot just dry them and there will be too much heat produced.

Chúng ta không thể chỉ làm khô chúng và sẽ có quá nhiều nhiệt được tạo ra.

So we need to have a matrix, a solid matrix where we can put the fission products in maybe 10, 20% of fission products and 80% of additives of some other solids, so that it becomes some really strong solid phase.

Vì vậy chúng ta cần có một ma trận, một ma trận rắn nơi chúng ta có thể cho sản phẩm phân hạch vào, có lẽ 10, 20% sản phẩm phân hạch và 80% phụ gia của một số chất rắn khác, để nó trở thành một pha rắn thực sự mạnh mẽ.

As solid phase, we can have either amorphous or crystalline substances.

Dưới dạng pha rắn, chúng ta có thể có các chất vô định hình hoặc tinh thể.

Amorphous just for explaining what it is.

Vô định hình chỉ để giải thích nó là gì.

Amorphous is a structure which is aperiodic.

Vô định hình là một cấu trúc không tuần hoàn.

Distances are different between the different atoms.

Khoảng cách giữa các nguyên tử khác nhau.

And possible in such an amorphous structure to fix atoms of very different types.

Và có thể trong cấu trúc vô định hình như vậy để cố định các nguyên tử thuộc các loại rất khác nhau.

And the fission products which are produced by the nuclear reaction, they have all sizes of all different sizes because they cover essentially the whole periodic system.

Và các sản phẩm phân hạch được tạo ra từ phản ứng hạt nhân, chúng có đủ mọi kích cỡ khác nhau vì chúng bao phủ gần như toàn bộ bảng tuần hoàn.

So you have alkali elements, alkali earth elements, you have rare earth elements.

Vì vậy bạn có các nguyên tố kiềm, các nguyên tố kiềm thổ, bạn có các nguyên tố đất hiếm.

Và tất cả chúng có kích thước khác nhau.

And all of them are radioactive, or many of them are radioactive.

Và tất cả chúng đều có tính phóng xạ, hoặc nhiều trong số chúng có tính phóng xạ.

And then these need to be fixed in some structure which covers all of them.

Và sau đó chúng cần được cố định trong một cấu trúc nào đó bao phủ tất cả chúng.

We could also there the amorphous structure has really an advantage because we can put sufficient products of different size in crystalline products seems to be a little bit stable.

Chúng ta cũng có thể có cấu trúc vô định hình có lợi thế thực sự vì chúng ta có thể đưa đủ sản phẩm có kích thước khác nhau vào, trong khi sản phẩm tinh thể có vẻ hơi ổn định.

So in amorphous, Some amorphous solids could transform into crystalline 1.

Vì vậy, trong vật liệu vô định hình, một số chất rắn vô định hình có thể biến đổi thành tinh thể.

The distance between the atoms are normally much more fixed.

Khoảng cách giữa các nguyên tử thường cố định hơn nhiều.

They are smaller and larger bond distances and so on.

Chúng có khoảng cách liên kết nhỏ hơn và lớn hơn, v.v.

And some radionuclides can be nicely incorporated into such crystalline structures, but

Và một số hạt nhân phóng xạ có thể được kết hợp tốt vào các cấu trúc tinh thể như vậy, nhưng

many cannot, because if you have a whole series of different sizes of atoms, it's difficult to put all of them in one single crystal.

nhiều hạt nhân thì không, bởi vì nếu bạn có cả một loạt các nguyên tử có kích thước khác nhau, sẽ rất khó để đặt tất cả chúng vào một tinh thể duy nhất.

So what we do, one would need different crystals for each of the radionuclides.

Vì vậy, những gì chúng ta làm, người ta sẽ cần các tinh thể khác nhau cho từng loại hạt nhân phóng xạ.

We prefer on the scientists which have worked on this since some 50 years, they come up with borosilicate glass as the worldwide best choice.

Chúng tôi ưu tiên các nhà khoa học đã làm việc này khoảng 50 năm, họ đưa ra thủy tinh borosilicate như là lựa chọn tốt nhất trên toàn thế giới.

And there's now also industrial, large industrial experience of fabricating such borosilicate glass.

Và giờ đây cũng có kinh nghiệm công nghiệp, quy mô lớn trong việc chế tạo thủy tinh borosilicate như vậy.

You see here at the top in this image, just a sketch of how a borosilicate glass may look at, maybe looked at from the size of the atomic distances.

Bạn thấy ở trên cùng trong hình ảnh này, chỉ là một bản phác thảo về cách thủy tinh borosilicate có thể trông như thế nào, có lẽ nhìn từ khoảng cách nguyên tử.

So the atoms you see, they are very large different cages at different distances.

Thế nên các nguyên tử bạn thấy, chúng là những lồng lớn rất khác nhau ở các khoảng cách khác nhau.

You have oxygen, you have silica, you have boron, you have aluminum.

Bạn có oxy, bạn có silica, bạn có boron, bạn có nhôm.

These all are glass making substance that produces somehow the glass.

Tất cả chúng là những chất làm thủy tinh tạo ra thủy tinh theo một cách nào đó.

And then radionuclides which you see at the bottom of this diagram, little PF would then be fission product.

Và rồi các hạt nhân phóng xạ mà bạn thấy ở dưới cùng của sơ đồ này, chữ PF nhỏ sẽ là sản phẩm phân hạch.

They could be incorporated in this structure and into this.

Chúng có thể được kết hợp vào cấu trúc này và vào đây.

Đó là một loại mạng lưới oxy nào đó.

So you have the silicon oxide, boron oxide.

Vì vậy bạn có oxit silic, oxit boron.

Oxy không phải lúc nào cũng được mô tả, nhưng

essentially the linking between silica and boron, between silica and aluminium, between aluminum and sodium, there's always some oxygen atoms in between, because this is all oxides which are somehow molten to form a borosilicate glass.

về cơ bản sự liên kết giữa silica và boron, giữa silica và nhôm, giữa nhôm và natri, luôn có một số nguyên tử oxy ở giữa, bởi vì tất cả chúng đều là oxit được nung chảy theo một cách nào đó để tạo thành thủy tinh borosilicate.

And of course there are some boron, that's what borosilicate means, and silicium as some main elements.

Và tất nhiên có một số boron, đó là ý nghĩa của borosilicate, và silic là một số nguyên tố chính.

But of course the principal element is oxygen in such a gas network.

Nhưng tất nhiên nguyên tố chính là oxy trong một mạng lưới khí như vậy.

So it's a uni cost phase for minor actinides like americium neptunium, for fission products like cesium 137, strontium 90, technetium 99, iodine 129 and so on.

Vì vậy, đó là một pha chi phí duy nhất cho các actinide nhỏ như americium, neptunium, cho các sản phẩm phân hạch như cesium 137, strontium 90, technetium 99, iodine 129, v.v.

Và các sản phẩm kích hoạt như carbon 40.

Activation products are inactive substances which by neutrons coming from a nuclear reactor, from the nuclear fission become activated.

Các sản phẩm kích hoạt là các chất không hoạt động mà bằng neutron đến từ lò phản ứng hạt nhân, từ phản ứng phân hạch hạt nhân trở nên hoạt động.

So they are active, they are also radioactive and they also need to be fixed in such a structure.

Vì vậy, chúng hoạt động, chúng cũng có tính phóng xạ và chúng cũng cần được cố định trong một cấu trúc như vậy.

So these radionuclides are very dangerous for hundreds of thousands of years.

Vì vậy, các hạt nhân phóng xạ này rất nguy hiểm trong hàng trăm nghìn năm.

So the glass which we produce should also be stable for hundreds of thousands of years.

Vì vậy, thủy tinh mà chúng ta sản xuất cũng phải ổn định trong hàng trăm nghìn năm.

Normally, if you look in nature, you see many solid phases, you see minerals, you see even natural glasses.

Thông thường, nếu bạn nhìn vào tự nhiên, bạn sẽ thấy nhiều pha rắn, bạn thấy khoáng chất, bạn thậm chí thấy thủy tinh tự nhiên.

And some of them are millions of years of stable.

Và một số trong số chúng ổn định hàng triệu năm.

Some they are produced by volcanoes and so on, and they have very long stability.

Một số chúng được tạo ra bởi núi lửa, v.v., và chúng có độ ổn định rất lâu.

And if the radionuclides would be in such a structure, that will be very good fixed.

Và nếu các hạt nhân phóng xạ nằm trong cấu trúc như vậy, chúng sẽ được cố định rất tốt.

Now, going more in detail, what is a glass structure?

Bây giờ, đi sâu hơn một chút, cấu trúc thủy tinh là gì?

Vì vậy, chúng ta có thủy tinh thạch anh.

This is essentially only silicon dioxide in a more aperiodic way of arrangement.

Về cơ bản, nó chỉ là silicon dioxide được sắp xếp theo cách ít có trật tự hơn.

You see here some larger cages and smaller cages, but it's rather difficult to incorporate in this radionuclides.

Bạn thấy ở đây có những khoang lớn hơn và khoang nhỏ hơn, nhưng khá khó để đưa các hạt nhân phóng xạ vào đây.

It's very stable relative to water, for example, relative to groundwater.

Nó rất ổn định so với nước, ví dụ, so với nước ngầm.

But the melting temperature is very high.

Nhưng nhiệt độ nóng chảy rất cao.

It and it's difficult to make an industrial process at 2000 degrees, in which case you still are able to put radionuclides into such a structure.

Và thật khó để thực hiện một quy trình công nghiệp ở 2000 độ, trong trường hợp đó bạn vẫn có thể đưa các hạt nhân phóng xạ vào một cấu trúc như vậy.

And so it's much easier to take borosilicate glass.

Vì vậy, dễ dàng hơn nhiều khi sử dụng thủy tinh borosilicate.

Nó nóng chảy ở khoảng 1.200 độ.

And you can put radionuclides inside, into this structure, as is indicated here, with this black points.

Và bạn có thể đưa các hạt nhân phóng xạ vào, vào cấu trúc này, như được chỉ ra ở đây, với các chấm đen này.

Thủy tinh được tạo thành từ silica.

Principally then you have breaking bonds by sodium and bridging Oxygen.

Về cơ bản, bạn có các liên kết bị phá vỡ bởi natri và oxy bắc cầu.

You have open oxygen bonds and you find lots of oxygen cages where somehow the radionuclides are surrounded by oxygen and fixed inside of this glass network.

Bạn có các liên kết oxy mở và bạn tìm thấy nhiều "lồng" oxy nơi các hạt nhân phóng xạ được bao quanh bởi oxy và cố định bên trong mạng lưới thủy tinh này.

So the fission products, they become an integral component of the glass.

Vì vậy, các sản phẩm phân hạch, chúng trở thành một thành phần không thể thiếu của thủy tinh.

Vì vậy, chúng ta có một loại thủy tinh phóng xạ.

Chúng là một phần của chính thủy tinh.

Like the sodium is part of the glass, like the silicon is part of the glass.

Giống như natri là một phần của thủy tinh, giống như silic là một phần của thủy tinh.

The fission products which are now inside of the glass are also part of the glass.

Các sản phẩm phân hạch giờ đây nằm bên trong thủy tinh cũng là một phần của thủy tinh.

Chúng cũng là một phần của cấu trúc.

These glasses are quite often black, so the radionuclides give it also some kind of a color.

Những loại thủy tinh này thường có màu đen, vì vậy các hạt nhân phóng xạ cũng mang lại cho nó một loại màu sắc nào đó.

So how are these radionuclides fixed in the glass?

Vậy làm thế nào các hạt nhân phóng xạ này được cố định trong thủy tinh?

We have coordination environment, for example, of tetravalent plutonium.

Chúng ta có môi trường phối trí, ví dụ, của plutoni hóa trị bốn.

And coordination environment means to have the oxygen cage inside of the glass, the oxygen binding structure, where is the plutonium in and how much bonds.

Và môi trường phối trí có nghĩa là có lồng oxy bên trong thủy tinh, cấu trúc liên kết oxy, nơi plutoni nằm trong và có bao nhiêu liên kết.

It's linked to the glass network, it's about eight.

Nó liên kết với mạng lưới thủy tinh, khoảng tám.

For uranium four, it's about six to eight.

Đối với urani bốn, nó khoảng sáu đến tám.

Và ở đây chúng ta có một ví dụ cho thorium.

For example, you see the thorium inside of the glass structure with a distance of oxygen atoms in all directions.

Ví dụ, bạn thấy thorium bên trong cấu trúc thủy tinh với khoảng cách các nguyên tử oxy theo mọi hướng.

And then this is linked to the silica and aluminum network and so on.

Và sau đó nó được liên kết với mạng lưới silica và nhôm, v.v.

So it becomes some kind of detailed structure.

Vì vậy, nó trở thành một dạng cấu trúc chi tiết.

Normally, one does not need to understand all the different distances which are there, and

Thông thường, người ta không cần hiểu tất cả các khoảng cách khác nhau có ở đó, và

dù sao thì nó cũng sẽ có trong mỗi cái.

It would depend on temperature, it would depend on making production.

Nó sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ, nó sẽ phụ thuộc vào quá trình sản xuất.

But what's important is that we do have with a glass a fixation of the radionuclides inside of the glass structure where it cannot come out.

Nhưng điều quan trọng là chúng ta có sự cố định các hạt nhân phóng xạ bên trong cấu trúc thủy tinh với thủy tinh, nơi chúng không thể thoát ra ngoài.

Except, of course, if the whole glass becomes destroyed or something like this, or if water comes in contact with the glass.

Ngoại trừ, tất nhiên, nếu toàn bộ thủy tinh bị phá hủy hoặc tương tự, hoặc nếu nước tiếp xúc với thủy tinh.

This may dissolve some of this materials, but even that may take a long time.

Điều này có thể hòa tan một số vật liệu này, nhưng ngay cả điều đó cũng có thể mất một thời gian dài.

Tôi sẽ quay lại câu hỏi này sau.