核电是重要的清洁电力来源，然而在核燃料循环过程中会产生大量的放射性废物，对环境和生物带来极大的潜在危害。¹³⁷Cs和⁹⁰Sr的半衰期约为30年、高释热，是乏燃料前一百年主要的放射性来源。将¹³⁷Cs和⁹⁰Sr从高放废液中分离出来、稳定固化有利于保证其长期处置安全，本项目针对Cs和Sr的分离、固化，本项目旨在研究核素Cs和Sr的吸附-固化一体化工艺，获得相关基础数据，并满足吸附容量、Cs、Sr固定率、力学性能、化学稳定性方面的要求。

本项目设计“吸附-冷压-烧结”一体化固化方案，研究水铝英石吸附、固化Cs、Sr的性能。针对吸附性能，本项目研究吸附条包括溶液pH、模拟高放废液中Cs和Sr的浓度、吸附时间对水铝英石吸附速率及吸附容量的影响，获得最佳工艺参数。针对固化性能，本项目旨在研究温度、核素含量以及固化基材配方对固化体固定率、减容率、结晶行为的影响。本项目拟通过第一性原理计算，从原子层面揭示Cs、Sr的固定机理。

本项目成功实现采用“吸附-冷压-烧结”固化Cs和Sr。实验结果显示，水铝英石对Cs、Sr的吸附效果受pH、初始浓度、吸附时间的影响，在中性和弱碱性环境为佳；吸附过程为单层吸附与多层吸附共同作用。针对Cs和Sr的固化性能，1200℃烧结后固化体生成稳定晶相，减容率超过55%，Cs和Sr的固定率接近100%。第一性原理计算揭示了Cs的固化机制为，Cs原子在晶体中作为电子的受体接受其它原子转移的电子，形成共价键被稳定固化。

项目成员以第一作者发表EI论文一篇，发表国际核工程大会会议论文一篇。