Данилин Л.Д., Дрожжин В.С. Модифицированные микросферы для очистки жидких отходов от радионуклидов // 11 международная конференция по экологическому управлению радиоактивными отходами, Бельгия, 02-06 сентября 2007
Эффективным решением проблем атомной отрасли, связанных с очисткой загрязненных токсичными и радиоактивными элементами технологических и природных, вод, является создание неорганических сорбентов, способных не только извлекать радионуклиды, но и обеспечивать последующую их консервацию в условиях длительного хранения. Удачным техническим подходом для создания сорбентов может быть использование полых алюмосиликатных микросфер. Такие микросферы образуются из минеральных примесей при сжигании углей в топках котельных агрегатов электростанций.
Неорганические ионообменные материалы (ферроцианиды, фосфаты, гитерополикислоты и т.д.) обладают по сравнению с традиционными органическими сорбентами значительно большей радиационной стойкостью, до 1010 рад.
Для улучшения кинетических характеристик, неорганические модификаторы могут быть нанесены любым известным способом на инертную матрицу?- носитель, например, на поверхность микросфер, содержащей химически активные группы.
Несмотря на некоторое снижение обменной емкости на единицу массы сорбентов, последние из-за развитой и доступной поверхности микросфкр-сорбентов, обладают высокими кинетическими характеристиками, что позволяет осуществлять процесс сорбции, как в статическом, так и в динамическом режимах.
В Российском федеральном ядерном центре - ВНИИЭФ в последние годы на основе микросфер созданы сорбенты, содержащие в качестве модификаторов ферроцианиды переходных металлов (Си, Fe, Co, Ni, Zn и др.), фосфаты и вольфраматы циркония и другие соединения. Исследованы их ионообменные свойства в отношении ряда продуктов деления (l37Cs, 155Eu, 144Се, 60Со), изотопов урана и трансурановых элементов (237Np, 233Pa, изотопы америция и др.).
Синтезированные ионообменники на основе микросфер, модифицированных ферроцианидами меди, железа, циркония, вольфрама и др., весьма эффективно поглощают l37Cs из растворов, как в статическом, так и в динамическом режиме в широком интервале концентраций водородных ионов и высокой ионной силы растворов.
В зависимости от условий синтеза статическая обменная емкость по цезию колеблется от ~2 до 50 мг, что соответствует поглощению ~0,2-5 кюри Cs137 на грамм воздушно сухого сорбента. Отличительной чертой сорбентов данного класса является их высокая плавучесть, что в сочетании с хорошими кинетическими характеристиками делает возможным их использование для очистки загрязненных водоемов, бассейнов выдержки ТВЭЛов и т.д. в статистическом режиме с последующим захоронением их, как твердых отходов.
Учитывая большие промышленные ресурсы микросфер как побочных продуктов работы электростанций, сравнительную простоту процесса модификации, хорошие кинетические и емкостные характеристики, данный класс сорбентов можно считать достаточно перспективным в решении проблем очистки жидких радиоактивных отходов различных уровней загрязнения.