Ферроцианидные сорбенты на основе гидратированного диоксида титана для концентрирования радионуклидов и переработки жидких радиоактивных отходов

• Автор: Семенищев, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1 Обращение с радиоактивными отходами

1.2 Обращение с жидкими радиоактивными отходами

1.3. Сорбционный метод переработки ЖРО

1.3.1 Сорбенты для концентрирования цезия

1.3.2 Типы сорбционных центров и химизмы сорбции, характерные для ферроцианидных сорбентов

1.4 Иммобилизация РАО

1.5 Обращение с отработанными сорбентами

1.6 Постановка задачи исследования

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ ПОВЕРХНОСТНОМ МОДИФИЦИРОВАРШИ ГИДРАТИРОВАННОГО ДИОКСИДА ТИТАНА ФЕРРОЦИАНИДАМИ
2.1 Условия синтеза ферроцианидных сорбентов на основе гидратированного диоксида титана
2.2 Приборы и методы исследования
2.3 Исследование процессов, протекающих при переводе гидратированного диоксида титана в водородно-натриевую форму и его термической обработке
2.4 Исследование процессов, протекающих при насыщении прокаленной основы никелем
2.5 Исследование процессов, протекающих при 4 стадии модифицирования и идентификация образующихся сорбционных центров
2.6 Выводы по главе
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЗМОВ СОРБЦИИ ЦЕЗИЯ СОРБЕНТОМ Т-
3.1 Особенности статики сорбции цезия в различных диапазонах концентраций
3.2 Кинетика сорбции цезия в области концентраций цезия более

3.3 Выводы по главе 3
4 ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЛЕК ТИВНОСТИ СОРБЦИИ
4.1 Исследование сорбции стронция. Оценка возможности применения сорбента Т-55 в качестве комплексного сорбента
4.1.1 Исследование статики сорбции стронция сорбентами Т-5 и Т-

4.1.2 Исследование влияния pH раствора на сорбцию стронция сорбентами Т-5 и Т-55
4.1.3 Исследование кинетики сорбции стронция сорбентами Т-5 и Т-55
4.1.3.1 Исследование влияния скорости перемешивания раствора
4.1.3.2 Исследование зависимости кинетики сорбции стронция сорбентом Т-55 от температуры
4.2 Изучение влияния ионов-апалогов на сорбцию цезия
4.3 Оценка селективности сорбции стронция в присутствии Са2+
4.4 Изучение закономерностей сорбции актиноидов сорбентом Т-55
4.4.1 Изучение сорбции урана(УІ) сорбентами Т-5 и Т-55
4.4.2 Изучение сорбции тория сорбентами Т-5 и Т-55
4.5 Выводы по главе 4
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ СМЕШАННОГО ФЕРРОЦИАНИДА НИКЕЛЯ-КАЛИЯ НА ОСНОВЕ ГИДРАТИРОВАННОГО ДИОКСИДА ТИТАНА
5.1 Дезактивация жидких радиоактивных отходов различных типов
5.1.1 Влияние состава кислых, щелочных и высокосоленых ЖРО
5.1.2 Влияние поверхностно-активных веществ и
комплексообразователей
5.2 Оценка возможности применения смешанного ферроцианида никеля-калия на основе гидратированного диоксида титана в качестве матрицы для иммобилизации радионуклидов
5.2.1 Исследование скоростей выщелачивания цезия из
насыщенных образцов сорбента Т-55

5.2.2 Исследование скоростей выщелачивания стронция из насыщенных образцов сорбента
5.2.3 О методике экспериментального определения скорости выщелачивания радионуклидов, иммобилизированных в минералоподобные сорбенты
5.3 Применение сорбента Т-55 в радиохимическом анализе
5.3.1 Постановка задачи разработки радиохимического анализа вод
и донных осадков бассейнов выдержки ОЯТ
5.3.2 Изучение возможности извлечения 137Сз из анализируемого раствора
5.3.3 Изучение возможности количественной десорбции цезия из насыщенного сорбента
5.3.4 Разработка методики радиохимического анализа
5.4 Выводы по главе 5
8 ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

оправдана, в первую очередь, при небольших объемах перерабатываемой смолы, либо в тех случаях, когда иммобилизация отработанной смолы в цементную или иную матрицу влечет за собой существенное увеличение объема РАО и, как следствие, заметно повышает стоимость их хранения/захоронения [131].
Наиболее оправданными способами обращения с отработанными неорганическими сорбентами, содержащими долгоживущие радионуклиды, являются непосредственное захоронение/хранение в герметичном контейнере и иммобилизация в цементную матрицу. При этом первый способ является экономически более выгодным при небольших объемах сорбентов, подлежащих захоронению, и наиболее оправдан он будет в случае необратимой сорбции радионуклидов и достаточно высокой радиационной, термической и химической устойчивости самого неорганического сорбента.
Экологически приемлемым и экономически эффективным методом может стать совместное фракционное выделение стронция и цезия из ЖРО с использованием неорганических сорбентов, например, на основе оксидов титана и циркония, удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к матричным материалам и пригодных для окончательного захоронения. Такой метод выделения обеспечит хорошую прочность удерживания радионуклидов в индивидуальных специфических матрицах, а также позволит хранить в минимальном объеме особо радиотоксичные изотопы. Выделение долгоживущих (З-излучающих радионуклидов с применением неорганических сорбентов как матриц для иммобилизации радионуклидов приведет к существенному сокращению объема (массы) композитов с радионуклидами, а, следовательно, будет сопровождаться уменьшением расходов, связанных с хранением или захоронением отвержденных РАО.
1.6 Постановка задачи исследования
Разработка экологически и экономически эффективных методов обращения с жидкими радиоактивными отходами является одной из главных задач развития атомной энергетики в России и в мире в целом.
Перспективным методом переработки ЖРО может стать совместное