1 / 17

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav analytické chemie,Technická 5, 166 28 Praha 6

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav analytické chemie,Technická 5, 166 28 Praha 6. Seminář CHEMRAO 8. červen 2004. Studium vhodných modifikátorů pro sorpci technecia v bentonitové směsi. H. Vinšová, R. Koní ř ová, P. Ve če rník , V. Jedináková-K řížo vá.

mihaly
Download Presentation

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav analytické chemie,Technická 5, 166 28 Praha 6

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav analytické chemie,Technická 5, 166 28 Praha 6 Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 Studium vhodných modifikátorů pro sorpci technecia v bentonitové směsi H. Vinšová, R. Konířová, P. Večerník, V. Jedináková-Křížová

  2. Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 Hlubinné úložiště trvalé uložení (105 let) Tab. 1.: Dlouhodobé štěpné produkty vyhořelého jaderného paliva • Výplňový (zásypový) materiál • omezuje pronikání podzemní vody ke kontejneru • zabraňuje možnému úniku • radionuklidů z úložiště do biosféry • zajišťuje dostatečný odvod tepla • od kontejneru

  3. Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 Radionuklid 99Tc štěpný produkt vyhořelého jaderného paliva (T1/2 = 2,1.105 let) Aerobní podmínky TcO4- Anaerobní podmínky TcO2 nebo TcO(OH)2 Obr. 1.: Eh-pH diagram jednotlivých specií technecia F. Chen, P.C. Burns, R. C. Ewing: J. Nucl. Mat. 278, (2000) 225-232. • Modifikátory(Fe, FeS, aktivní uhlí …) • redukce technecistanu do nižších oxidačních stavů • sorpce technecistanu

  4. CÍL Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 • Příklady modifikátorů pro záchyt TcO4- • grafit apod. • různé formy Fe • sulfidické formy • Kinetika sorpce 99TcO4- na směsi bentonit+modifikátor • Vliv poměru bentonit:modifikátor na výtěžek sorpce 99TcO4-

  5. Sorpce 99TcO4- na bentonitových směsích Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 Pevná fáze: bentonit R (0,315 - 0,8 mm) + FeS (prášek) bentonit R (0,315 - 0,8 mm) + Fe (prášek) bentonit R (0,315 - 0,8 mm) + aktivní uhlí (prášek) Kapalná fáze: bentonitová voda (14 denní loužení bentonitu v redestilované vodě o poměru s:l fáze 1:10) • Sorpční experiment: • bentonit R 0,7 g + modifikátor (FeS, Fe, aktivní uhlí) + 7 ml bentonitové vody + 50 ml 99TcO4- (c=0,0111 mol/l, A= 740 kBq/ml) • třepání (70 kmitů/min) • odstřeďování (20 min/2000 ot·min-1) • bentonitový výluh Eh, pH,specifická vodivost b-aktivita 99Tc identifikace jednotlivých specií technecia => DPP

  6. Aktivní uhlí Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 • řídící mechanismus - fyzikální sorpce 99TcO4- na aktivním uhlí • 1 den kontaktu obou fází výtěžky sorpce > 90% Tab. 2.: Sledované parametry při studiu kinetiky sorpce 99TcO4- na bentonitové směsi s aktivním uhlím za aerobních podmínek Obr. 2.: Časová závislost výtěžku sorpce 99TcO4- na bentonitové směsi s aktivním uhlím za aerobních podmínek složení reakční směsi: pevná fáze- bentonit:aktivní uhlí 10:1, kapalná fáze- bentonitová voda + 99TcO4-; (c=7,93.10-5 mol/l, A = 37 kBq/7ml)

  7. Aktivní uhlí Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 • Poměr bentonit:modifikátor 5:1 - 20:1 => výtěžky sorpce > 90% Tab. 3.: Sledované parametry při studiu vlivu poměru bentonit:modifikátor při sorpci 99TcO4- na bentonitové směsi s aktivním uhlím za aerobních podmínek Obr. 3.: Výtěžky sorpce 99TcO4- na bentonitové směsi s aktivním uhlím o různém poměru bentonit:modifikátor za aerobních podmínek složení reakční směsi: pevná fáze- bentonit + aktivní uhlí; poměry 5:1 - 100:1, kapalná fáze- bentonitová voda + 99TcO4-; (c=7,93·10-5 mol/l, A= 37kBq/7ml)

  8. Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 Fe • redukční přechod vodného roztoku Tc(VII) na nižší oxidační stav za vzniku specií Tc(IV), které vykazují menší pohyblivost než Tc v oxidačním stupni Tc(VII) • sorpce redukovaných specií technecia na povrchu oxohydroxidů železa • sorpce technecistanu na povrchu oxohydroxidů a elementárního železa

  9. Fe Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 • 1 den kontaktu obou fází => výtěžky sorpce 99TcO4-> 90% Tab. 4.: Sledované parametry při studiu kinetiky sorpce 99TcO4- na bentonitové směsi s Fe za aerobních podmínek Obr. 4.: Časová závislost výtěžku sorpce 99TcO4- na bentonitové směsi s Fe za aerobních podmínek složení reakční směsi: pevná fáze- bentonit:Fe 10:1, kapalná fáze- bentonitová voda + 99TcO4-; (c=7,93.10-5 mol/l, A = 37 kBq/7ml)

  10. Fe Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 • Poměr bentonit:modifikátor 2:1- 150:1 => výtěžky sorpce > 90% Tab. 5.: Sledované parametry při studiu vlivu poměru bentonit:modifikátor při sorpci 99TcO4- na bentonitové směsi s Fe za aerobních podmínek Obr. 5.: Výtěžky sorpce 99TcO4- na bentonitové směsi s Fe o různém poměru bentonit:modifikátor za aerobních podmínek složení reakční směsi: pevná fáze- bentonit + Fe poměry 2:1 - 150:1, kapalná fáze- bentonitová voda + 99TcO4-; (c=7,93·10-5 mol/l, A= 37kBq/7ml)

  11. FeS 2FeS + 5H2O + 1/2O2 2Fe(OH)3 + 2H2S (1) 2TcO4- + 7H2S Tc2S7 + 8H2O (2) Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 Aerobní podmínky nerozpustný Tc2S7 Anaerobní podmínky redukce TcO4- do nižších oxidačních stavů => nerozpustný TcO2.nH2O 3S2- + 8TcO4- + 4H2O  3SO42- + 8TcO2 + 8OH-(3) D. Shen, X. H. Fan, X. G. Su, J. S. Zeng, Y. Dong: J. Radioanal. Nucl. Chem. 254 (2002) 137.

  12. FeS Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 • 1 den kontaktu obou fází => výtěžky sorpce 99TcO4-> 90% Obr. 6.: Srovnání hodnot výtěžků sorpce 99TcO4- při studiu kinetiky sorpce na bentonitové směsi s FeS za aerobních a anaerobních podmínek složení reakční směsi: pevná fáze- bentonit:FeS 10:1, kapalná fáze- bentonitová voda + 99TcO4- (c=7,93.10-5 mol/l, A = 37 kBq/7ml)

  13. FeS Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 Tab. 6.: Sledované parametry při studiu kinetiky sorpce 99TcO4- na bentonitové směsi s FeS za aerobních a anaerobních podmínek složení reakční směsi: pevná fáze- bentonit:FeS 10:1, kapalná fáze- bentonitová voda + 99TcO4-; (c=7,93.10-5 mol/l, A = 37 kBq/7ml) Aerobní podmínky – kladné hodnoty redox. potenciálu (Tc2S7) Anaerobní podmínky – záporné hodnoty redox. potenciálu => redukční podmínky (TcO2, Tc2S7)

  14. FeS Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 Aerobní podmínky – poměr bentonit:FeS 5:1-20:1 => výtěžky sorpce >90 % Anaerobní podmínky – poměr bentonit:FeS 5:1-100:1 => výtěžky sorpce >90 % Tab. 7.: Sledované parametry při studiu vlivu poměru bentonit:modifikátor při sorpci 99TcO4- na bentonitové směsi s FeS za aerobních a anaerobních podmínek Obr. 7.: Srovnání hodnot výtěžků sorpce 99TcO4- při studiu vlivu poměru bentonit:FeS za aerobních a anaerobních podmínek složení reakční směsi: pevná fáze- bentonit:FeS 10:1, kapalná fáze- bentonitová voda + 99TcO4- (c=7,93.10-5 mol/l, A = 37 kBq/7ml)

  15. Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 SHRNUTÍ • Vhodné modifikátory pro záchyt 99TcO4- => Fe, FeS, aktivní uhlí • optimální poměr bentonit:modifikátor 10:1 => výtěžky sorpce >90%; doba kontaktu obou fází 1 den Tato práce vznikla za finanční podpory MSM 223400008 a SURAO – společný grant UJV, VŠCHT č. smlouvy 2003/055/Nach.

  16. Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 DĚKUJI ZA POZORNOST

  17. Fe Seminář CHEMRAO 8. červen 2004 Tab. 8.: Sledované parametry při studiu kinetiky sorpce 99TcO4- na bentonitové směsi s Fe za anaerobních podmínek Obr. 8.: Časová závislost výtěžku sorpce 99TcO4- na bentonitové směsi s Fe za anaerobních podmínek složení reakční směsi: pevná fáze- bentonit:Fe 10:1, kapalná fáze- bentonitová voda + 99TcO4-; (c=7,93.10-5 mol/l, A = 37 kBq/7ml)

More Related