全世界一直努力通過可持續方式管理放射性廢物，目前有人研究出地質聚合物密封劑作為波特蘭水泥的替代品。Lucideon公司一直在努力擴大推廣其MIDAR®技術，以提供低碳低處置放射性廢物的方法。
1 、波特蘭水泥
地質聚合物技術主要是通過低溫化學反應來固結具有高強度和化學穩定性的鋁硅酸鹽。
隨著核能發展為全球能源結構的重要組成部分，如何促進核能向未來發展，如何處理放射性廢物的持續挑戰變得更加緊迫。
核廢料固化是核電安全運輸和儲存過程的一部分。這一過程主要是通過固化和封裝技術，將放射性廢物轉化為緊湊的形式，減少放射性核素在運輸和處置過程中轉移或擴散到環境中的可能性。
核廢物的固化技術主要是通過將核廢料化學吸收到合適的基質結構中，如水泥、玻璃或聚合物復合材料，防止滲濾液從基質中溢出。
在一些國家，使用水泥基漿料是封裝和固定各種有害化合物的最普遍的方法，最常使用的材料是波特蘭水泥(PC)，但這種水泥在封裝某些關鍵類型的廢物時也存在一些局限性。波特蘭水泥可能不是封裝放射性廢物的最合適的選擇，因為它的水合過程是高度放熱的，這會加劇放射性核素的活性，不利于核素的固化。
此外，在高溫環境下固化的波特蘭水泥漿，往往會形成更多孔的微觀結構，不符合長期儲存的穩定性要求。
同樣，波特蘭水泥在封裝有機廢物時表現不佳，缺乏相容性。大多數有機化合物會抑制波特蘭水泥的水合作用，導致產品結構極度不均勻，沒有化學結合。
盡管可以通過在波特蘭水泥中添加惰性填料等材料，在一定程度上解決這些問題，但這種解決方案帶來的經濟和供應鏈影響，也帶來了其他問題。
因此，對現有核廢物封裝水泥的適當替代品研究，有著清晰的研究方向。
2、MIDAR®地質聚合物技術
建立專門的地質聚合物設施，是地質聚合物推廣計劃的核心。
Lucideon公司的MIDAR®技術融合了材料科學、配方技術和專業知識，為各種應用提供性能最佳的地質聚合物解決方案。
MIDAR®是一種地質聚合物技術，這種技術使用低溫化學反應來固結鋁硅酸鹽，形成具有高強度和化學穩定性的堅固體。
該材料被歸類為堿活化水泥/地質聚合物，它依賴于經過最少加工的天然材料或工業副產品，以實現比波特蘭水泥低得多的碳足跡。
將固體或液體廢物流摻入反應過程中形成的無機固體基質中，會產生一種用作封裝和固定劑的材料，使其成為廢物封裝劑合適選擇。
Lucideon公司將這種地質聚合技術應用于核廢料封裝，得到了Innovate UK的支持，以MALLETTM(MIDAR®-增強低碳低成本封裝技術)的名義進行商業規模推廣。基金會工業可持續發展聯盟(FISC)已經確定了一系列關鍵工作流程，作為水泥、金屬、玻璃、陶瓷、造紙和化工行業的高影響力研究方向，作為低碳高效可持續解決方案。
Lucideon公司在其中幾個工作流程中處于領先地位，包括地質聚合物的推廣。地質聚合物技術推廣的核心，是建立一個專門的地聚合物設施，該設施從頭開始設計，可容納各種材料和設備，為地質聚合物開發帶來各種可能。該設施的設備采購和建設正在FISC的第一個項目“可持續高效利用資源的經濟材料創新”(EconoMISER)下進行。
EconoMISER由Innovate UK資助，作為轉型基金會行業(TFI)挑戰賽的一部分，通過FISC合作不斷促進行業發展創新。其中一些計劃由英國創新知識轉移網絡(Innovate UK Knowledge Transfer Network)推動，并通過英國創新研究與創新(UKRI)挑戰基金獲得部分資助。
FISC的第一個項目“可持續高效利用資源的經濟材料創新”(EconoMISER)正在為地質聚合物開發建立一個標準化流程。
研究工作以一套全面的測試和表征能力設施為基礎，相關設施位于現場，集中了地質聚合物技術的基本分析過程，并最大限度地減少了運輸延誤，以便根據測試結果進行快速迭代和重新配制。新設施將研究各種形式和功能的地質聚合物材料，加快從實驗室到示范水平的過渡，并通過提高產品性能和耐用性，來減小未來推廣的阻礙。
3、MALLET
MALLET技術是為解決核工業廢物處理問題而開發，其中最顯著的特點是廢物裝載率低，在目前沒有可行處置途徑的情況下提供了一種解決方案。地質聚合物將廢物均勻地包裹在整個基質中，從而提高了裝載率。硅鋁酸鹽的性質和開發地質聚合物的混合配方，是最終固化和包封效率的關鍵因素之一。固化技術的通過標準取決于以下因素：
廢物的類型、數量和化學成分：廢物裝載需要不斷提升(20-50%)，以盡量減少體積并降低成本;
廢物儲存和處置設施：與處置環境條件、儲存容器等的兼容性;
可浸出條件下的耐久性和穩定性;
水泥和放射性廢物之間的化學穩定性，不會形成另一種相或化合物;
降低因腐蝕、事故、自然災害或人為干擾等原因從受損容器中釋放放射性核素的風險。
除其他因素外，當地質聚合物包封的放射性廢物基質暴露于各種條件下時，如堿性緩沖溶液、硫酸鹽和磷酸鹽溶液、酸侵蝕以及地下水和海水等各種形式的水，抗浸出性起著重要作用。包裹在地質聚合物基質中的廢物具有良好的抗浸出性。MALLET使用的原材料為常見物質，如磨碎的粒狀高爐礦渣(GGBS)或粉煤灰(PFA)。目標是能夠將油、石墨、沸石和污泥加工成基質，最大限度地提高廢物裝載量，減少整體廢物處理量，提供一種簡單工藝，技術穩定，碳足跡小。
4、性能和特征
考慮到現有廢物處理路線的廢物驗收標準，對產品進行監測和分析，可以獲得性能穩定的證據。結果證明，最終產品：
具有抗浸出性，表明廢物或基質中不會釋放化學物質;
完全凝固，無裂紋;澆鑄和固化過程在室溫(RT)下進行;
在各種溶液(包括去離子水、高pH緩沖溶液和有機溶劑)中浸出前后，在室溫下具有尺寸和物理穩定性;
在浸出程序前后具有可接受的抗壓強度(>0.4MPa，在許多情況下更大);
具有可控的孔隙度、孔隙和均勻性;
產品容易直接泵入容器，并通過其低粘度實現傾倒/滲透技術的應用;
在混合、固化和凝固過程中產生最小的放熱。對一系列樣品進行了輻照測試，證明了鈷-60總吸收劑量為1 MGy。MALLET的技術創新是通過地質聚合物配方和封裝方法實現的。現有的封裝方法水平較低，難以處理廢料封裝，通常負載率在2%至30%之間。MALLET展示的技術創新，使這一比例提高到70%，具體取決于固化體。
使用波特蘭水泥基灌漿的傳統封裝方法，最終處置包的體積是原始廢物體積的3.3倍。相比之下，MALLET將這一數量減少到1.4倍，大大降低了處置成本。有證據表明，地質聚合物為管理中低級廢物流提供了一種潛在的優越方法，包括油、石墨、沸石、污泥和灰燼。
目前，在環境可持續性和財務可行性的現實和可接受參數范圍內，正在形成遺留廢物處置解決方案。擴大推廣這些解決方案，可以方便我們處理目前和未來產生的廢物;FISC等組織和EconoMISER等項目將在促進這一研究中發揮重要作用。通過減少封裝所需的材料量，并采用低能耗制造工藝，MALLET與傳統方法相比顯著減少了碳排放。作為核廢料封裝用波特蘭水泥的替代品，MALLET有可能減少膠結過程的碳影響，大大降低儲存成本，并提供穩定的供應鏈。開發配方的靈活性，也使該材料適用于更廣泛的核能領域應用，如長期儲存的穩定、耐腐蝕和耐火結構材料。
