Кондиционирование жидких радиоактивных отходов с использованием нанокомпозита SiO 2 /Fe 3 O 4 отдел ядерно - физических технологий Государственное учреждение Институт геохимии окружающей среды НАН Украины

В результате эксплуатации объектов ядерно-топливного цикла, образуется значительное количество жидких радиоактивных отходов, емкости для хранения которых на сегодняшний момент заполнены более чем на 80%. Недостатки существующих Недостатки существующих технологий кондиционирования ЖРО: Не достаточны уровень эффективности извлечения дозоопределяющих Cs и Co, а также присутствующих Sr, Cu и других элементов; Высокая энергоемкость и себестоимость; Возможность миграции поглощенных элементов в окружающую среду; Актуальным является внедрения новых методов обезвреживания многокомпонентных металлосодержащих и низко активных стоков (основная масса сточных вод АЭС), органично комплексно сочетающие положительные свойства как физико- химических методов и нанотехнологий - получение нанокомпозитов. Актуальность темы

Преимущества предлагаемого метода: Композит образуется в процессе коагуляции и соосаждения без внесения сорбентов из вне; Коагулянтом является наноразмерная дисперсия магнетита, одновременно выступающая в роли дополнительного сорбента; Полютанты поглощаются с эфективностью 80-99%; Высокая степень удержания нанокомпозитом инкорпорированных полютантов; Уникальность химического состава композита, позволяющая получать стекломминеральной матрицы, пригодной для захоронения в геологических формациях, после термической обработки композита SiO 2 /Fe 3 O 4.

4/13 γ-активность образцов оценивалась по данным γ-спектрометра Активность растворов 137 Cs и 90 Sr определялась по β-распаду Минералогически й состав исследовали методом рентгеновской дифрактометрии Исследования ИК-спектроскописечкие проводили при помощи спектрофотометра в диапазоне 400–4000 см -1 Содержание количества катионов Cs, Sr, Co и Cu проводили методом атомноабсорбционного анализа с использованием спектрофотометра Метод сканирующей электронной микроскопии с последующим микроанализом Метод термогравиа- метрического анализа Метод рефлексионной оптической микроскопии

Для генерирования импульсного магнитного поля была использована лабораторная установка, состоящая из микропроцессорного генератора импульсов тока, рабочей ячейки, в середине котоой находится цилиндрический соленоид с проходным отверстием, источник питания. Установка имеет следующие характеристики: регулируемый время воздействия с шагом 60 сек, длительность импульса - τи = 500 ± 10 мкс, частота повторения импульсов - 1 ± 0, 1 Гц., Umax импульса В, магнитная индукция 15 мл Тл, напряженность поля составляет 5-10 мА / см. Схема процесса очистки техногенного раствора с использованием экспериментальной с использованием экспериментальнойустановки

Схема синтеза наноразмерного композита SiO 2 /Fe 3 O 4 Гипотетическое схематическое изображение структуры частицы наноразмерного композита SiO 2 /Fe 3 O 4 Зависимость электрокинетического потенциала золей магнетита от величины рН

7

Поглощение нанокомпозитом SiO 2 /Fe 3 O 4 полютантов из ЖРО

ИК-полосы поглощения магнетита

Дифрактограмма образца коагулята, прогретого при С

Потеря веса и его первая производная по температуре при прогреве образца нанокомпозита SiO 2 /Fe 3 O 4 а) б) в) Снимки рефлексионной поляризационной оптической микроскопии образца нанокомпозита SiO 2 /Fe 3 O 4, прогретого при температуре С

Выводы Композит образуется в процессе коагуляции и соосаждения без внесения сорбентов из вне; Полютанты поглощаются со значительной эфективностью 80-99% и минимальной степенью десорбции (до 5%); Уникальность химического состава композита, позволяет получать стекломминеральную матрицу, которая является надежной матрицей для удержания инкорпорированных радионуклидов в объеме такого композита, и пригодна для захоронения в геологических формациях,

Спасибо за внимание