PL181516B1 - Sposób odkazania materialów promieniotwórczych PL PL PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Sposób odkazania materialów promieniotwórczych PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number
PL181516B1
PL181516B1 PL95320794A PL32079495A PL181516B1 PL 181516 B1 PL181516 B1 PL 181516B1 PL 95320794 A PL95320794 A PL 95320794A PL 32079495 A PL32079495 A PL 32079495A PL 181516 B1 PL181516 B1 PL 181516B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
solution
carbonate
ion exchanger
magnetic
chelating
Prior art date
Application number
PL95320794A
Other languages
English (en)
Other versions
PL320794A1 (en
Inventor
David Bradbury
George R Elder
Original Assignee
Bradtec Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bradtec Ltd filed Critical Bradtec Ltd
Publication of PL320794A1 publication Critical patent/PL320794A1/xx
Publication of PL181516B1 publication Critical patent/PL181516B1/pl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
    • G21F9/002Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/20Disposal of liquid waste
    • G21F9/22Disposal of liquid waste by storage in a tank or other container
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

1. Sposób odkazania materialów promieniotwórczych, znamienny tym, ze material który ma byc odkazany kontaktuje sie z roztworem zawierajacym rozcienczony weglan w obecnosci czastek wymieniacza jonowego, które zawieraja lub posiadaja zwiazana z nimi chelatujaca grupe funkcyjna; a nastepnie oddziela sie czastki wymieniacza jonowego od roz- tworu zawierajacego rozcienczony weglan. PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odkażania materiałów promieniotwórczych.
Skażenie środowiska materiałami promieniotwórczymi jest powszechnym problemem. Problem może wystąpićjako wynik działań górniczych, takichjak wydobywanie uranu, skażenia spowodowanego działaniem urządzeń jądrowych z nieodpowiednimi zabezpieczeniami środowiska, lub pozbywania się odpadów promieniotwórczych.
Skażenie może również wystąpić jako wynik rozproszenia sztabek uranu, których użyto jako materiał o wysokiej gęstości w zastosowaniach wojskowych lub cywilnych i jako wynik działań wojennych lub wypadków cywilnych.
W pracach górniczych ustalono praktyczne i ekonomiczne sposoby odzyskiwania pewnych pierwiastków promieniotwórczych ze skażonych materiałów. Celem górnictwa, jednakże, jest zwykle ekonomiczne wydobywanie materiałów, a wtórne odpady rzadko są głównym zagadnieniem. W oczyszczaniu środowiska celem jest ekonomiczne przeprowadzenie skutecznego oczyszczania z minimalnymi wtórnymi odpadami przy minimalnych kosztach, a wartość odzy181 516 skanych substancji promieniotwórczych jest sprawą drugorzędowej ważności. Techniki i odczynniki chemiczne, które nie były ekonomiczne lub odpowiednie dla zastosowań górniczych mogą stać się praktyczne przy oczyszczaniu środowiska.
Jest powszechnie znane, że pierwiastki promieniotwórcze mogą być odzyskane z materiałów środowiskowych przez mechaniczne wymywanie wodą z lub bez powierzchniowo czynnych dodatków. Jednakże takie sposoby są zwykle ograniczone do mechanicznego rozdzielania ciał stałych, a nie usuną zanieczyszczeń, które są chemicznie związane z fazą stała.
Istnieją ustalone chemiczne sposoby rozpuszczania nierozpuszczalnych promieniotwórczych zanieczyszczeń w stężonych rozpuszczalnikach, takich jak silne kwasy, w procesie znanym jako kwasowe ługowanie. Takie sposoby są skuteczne, ale są niekorzystne, jeśli zużyty stężony roztwór w końcu staje się odpadem. W wielu przypadkach niebezpieczne są same stężone rozpuszczalniki w dodatku do zawartości promieniotwórczych zanieczyszczeń, dla których zatężenia został opracowany ten sposób. Kwasowe ługowanie i inne sposoby wykorzystujące stężone rozpuszczalniki do rozpuszczania promieniotwórczego zanieczyszczenia posiadają dodatkową wadę, ponieważ rozpuszczają również inne zanieczyszczenia, takie jak niepromieniotwórcze metale, do których usuwania ten sposób nie został opracowany.
W odkażaniu wewnętrznych powierzchni obiegu reaktorajądrowego, wcześniejsze sposoby obejmowały mycie stężonymi roztworami chemicznymi w celu rozpuszczenia substancji skażających i otrzymania stężonego roztworu zawierającego to zanieczyszczenie. Postępowanie z tymi roztworami odpadowymi okazało się być trudne i niedogodne, i powodowało że roztwory stawały się odpadami wymagającymi likwidacji. Technologia rozwinęła się pozwalając na odzyskanie substancji promieniotwórczych w rozcieńczonym kwasowym układzie z obiegiem zamkniętym, zwykle przez wymianę jonową. Te roztwory, rozcieńczone i kwasowe, nie zawierają węglanu i nie są szczególnie użyteczne ani odpowiednie do rozpuszczania aktynowców, ponieważ nie tworzą z aktywnowcami rozpuszczalnych kompleksów.
Ustalono, że w odkażaniu reaktora pewne odczynniki organiczne mogą być użyte do rozpuszczenia zanieczyszczenia i wydzielenia go na żywicy jonowymiennej w sposobie z obiegiem zamkniętym takim, że odczynnik organiczny jest w sposób ciągły ponownie używany. Przykładami roztworów używanych w sposobach odkażania reaktora sąmrówczan wanadu (III), kwas pikolinowy i wodorotlenek sodowy. Inne sposoby zwykle wykorzystują mieszaniny kwasu cytrynowego i kwasu szczawiowego. Wadą tych roztworów odkażających reaktor jest ich nieprzydatność w pojedynczym, jednorazowym zastosowaniu do rozpuszczania aktynowców, radu i pewnych produktów reakcji rozpadu takich jak technet.
Poprzednie roztwory odkażające reaktor nie zawierają węglanu i są kwasowe, rozpuszczające tlenki żelaza, które zawierająpierwiastki promieniotwórcze powszechnie znajdowane w skażonym obiegu reaktora. Ta nieselektywna zdolność rozpuszczania metali jest wadą roztworów kwasowych i czyni je nieodpowiednimi do odkażania materiałów takich jak gleba, która zawiera żelazo i inne metale, których odzyskanie nie jest zamierzone. Inną wadą roztworów kwasowych jest to, że materiały takie jak beton czy wapień ulegają zniszczeniu lub rozpuszczeniu w środowisku kwasowym. Również, przy działaniu znanymi poprzednio roztworami wymywającymi do obróbki gleby, roztwory te zawierają zbyt wiele nieselktywnie rozpuszczonych zanieczyszczeń , co uniemożiiwia poddanie roztworu odzyskiwamu i ^ί^ν/ac^aniu roztworu w obiegu zamkniętym dla zrealizowania dalszego odkażania.
Ustalono, że uran i promieniotwórcze transuranowce mogą być rozpuszczone w stężonych kwasowych (pH<1i ukaadach chemicznych i Kwasowość sprawia nudność i aak on^ówo^i^o wyżej. Uran i czasami tor są odzyskiwane w pracach wydobywczych w stężonym środowisku zasadowym zawierającym węglan. Zastosowanie stężonych roztworów jest spowodowane potrzebą rozpuszczania materiałów przy kosztach ekonomicznych dla prac wydobywczych i takie roztwory nie są szczególnie użyteczne, kiedy uniknięcie wtórnych odpadów jest sprawą najważniejszą. Sąrównież odnośniki, które sugerują, że uran i pluton mogąbyć rozpuszczone w rozcieńczonym zasadowym roztworze zawierającym węglan, cytrynian (jako czynnik chelatujący) i czynnik utleniający lub redukujący.
181 516
Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 322 644 opisuje sposób rozpuszczania promieniotwórczych zanieczyszczeń w rozcieńczonym roztworze mającym zasadowe pH i zawierającym dobraną ilość czynnika chelatującego. Patent opisuje również etapy prowadzące do odzyskania zanieczyszczenia skażającego z roztworu, które obejmują wymianę anionu lub kationu, lub selektywną wymianę kationu i opisuje również zastosowanie magnetycznych wymieniaczy jonowych jako środków do oddzielenia zanieczyszczeń skażających od dotkniętego skażeniem materiału.
Jest powszechnie znane, że uran może być rozpuszczony w środowisku zasadowego węglanu i odzyskany przez wymianę anionową (jest to podstawa sposobu zwanego żywica w szlamie”, w którym porowate torebki z żywicą amonitową mogą być użyte do odzyskania kompleksów węglanowych uranu ze szlamu dotkniętego skażeniem materiału i mieszanki rozpuszczającej). Jednakże, jak powiedziano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 322 644, znaleziono, że roztwory węglanu nie zawierające czynnika chelatującego nie są bardzo skuteczne przy rozpuszczaniu plutonu.
Powodem tej niezdolności do rozpuszczania plutonu przy nieobecności czynnika chelatującego wydaje się być stosunkowo słaba rozpuszczalność i stabilność węglanowego kompleksu plutonu (IV), i postawiono hipotezę, że obecność czynnika chelatującego takiego jak EDTA w mieszance rozpuszczającej wspomaga rozpuszczanie przez zwiększenie stabilności rozpuszczonego jako kompleks z EDTA plutonu (IV). Obliczenia termodynamiczne potwierdziły te hipotezę. Pokazano również, że obecność czynnika utleniającego jest korzystna dla rozpuszczania zarówno uranujak i plutonu. Znane jest w przypadku uranu, że czynnik utleniający ma za zadanie utlenianie uranu do stopnia utlenienia (VI), w którym to stanie uran przechodzi do roztworu. Poprawa kinetyki rozpuszczania, która następuje ze zmianą stopnia utlenienia metalu w sieci ciała stałego jest dowiedziona.
Obecnie opracowano sposób odkażania materiałów promieniotwórczych stosując mieszankę rozpuszczającą zawierającą węglan, która nie zawiera w sobie czynnika chelatującego.
Sposób odkażania materiałów promieniotwórczych, charakteryzuje się tym, że materiał który ma być odkażany kontaktuje się z roztworem zawierającym rozcieńczony węglan w obecności cząstek wymieniacza jonowego, które zawierają lub posiadają związaną z nimi chelatującą grupę funkcyjną; a następnie oddziela się cząsteczki wymieniacza jonowego od roztworu zawierającego rozcieńczony węglan.
Korzystnie roztwór zawierający rozcieńczony węglan ma pH w zakresie od 7 do 11.
Korzystnie roztwór rozpuszczający zawiera dodatkowo czynnik utleniający.
Korzystnie czynnikiem utleniającym jest nadtlenek wodoru.
Korzystnie chelatująca grupa funkcyjna obejmuje grupy kwasu iminodwuoctowego, podstawionego rezorcyną kwasu arsoniowego, 8-hydroksychinoliny lub amidoksymu.
Korzystnie cząstki wymieniacza jonowego są również magnetyczne.
Korzystnie cząstki wymieniaczajonowego zawierają osadzony w nich materiał magnetyczny.
Korzystnie cząstki wymieniacza jonowego zawarte są w porowatych torebkach.
Korzystnie cząstki magnetycznego wymieniacza jonowego oddziela się w urządzeniu do rozdzielania magnetycznego.
Korzystnie dotknięty skażeniem materiał oddziela się od roztworu zawierającego rozcieńczony węglan.
Korzystnie rozdzielanie przeprowadza się w wyciskającej lub taśmowej prasie filtracyjnej. korzystnie substancje skażające odzyskuje się z chelatującego wymieniacza jonowego. Korzystnie substancje skażające odzyskuje się przez wymywanie odpowiednim eluentem. Materiały promieniotwórcze, które są traktowane zgodnie ze sposobem według wynalazku, mogą być materiałami naturalnymi, takimi jak gleba, lub wytworzonymi przez człowieka materiałami takimi jak cement lub stal, które ulegały skażeniu.
Niniejszy wynalazekjest szczególnie użyteczny w odniesieniu do rozpuszczania i odzyskiwania aktynowców, i może być osiągnięta dużo większa skuteczność w rozpuszczaniu i odzyskiwaniu aktynowców w porównaniu do sposobu przedstawionego w opisie patentowym Stanów
Zjednoczonych Ameryki nr 5 322 644. Jednym z powodów większej selektywności sposobu według niniejszego wynalazku w porównaniu z opisem patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 322 644jest to, że ponieważ czynnik chelatujący jest nieobecny w roztworze rozpuszczającym unika się skłonności czynnika chelatującego do rozpuszczania niepromieniotwórczych jonów takich jak żelazo.
Sposób według niniejszego wynalazku jest bardzo skuteczny w tym, że zanieczyszczenie promieniotwórcze jest usuwane z mieszanki rozpuszczającej równocześnie z jego rozpuszczeniem, przez co utrzymuje się minimalne stężenie rozpuszczonych zanieczyszczeń skażających, zmniejszając tym samym wymagania co do płukania i ulepszając odkażanie do poziomu możliwego do osiągnięcia.
W realizacji sposobu według niniejszego wynalazku materiał, który ma być odkażany kontaktuje się z roztworem rozpuszczającym i równomiernie kontaktuje się ze stałymi cząstkami wymieniacza jonowego, które mają związany z nimi czynnik chelatujący, lub które zawierają chelatującągrupę funkcyjną. Urządzenie zapewniające kontakt powinno w ogólności zapewniać odpowiednie wytrząsanie materiału stałego z roztworem, ale nie tyle gwałtowne, aby niszczyło cząstki wymieniacza jonowego. Cząstki wymieniacza jonowego mogą być zawieszone w porowatych torebkach w roztworze rozpuszczającym, lub (jeśli zawierająone materiał magnetyczny) mogą być dodawane bezpośrednio do mieszaniny rozpuszczającego roztworu i dotkniętego skażeniem materiału. W przypadku, gdy materiał, który ma być odkażony jest dużym obiektem, roztwór rozpuszczający może być wprowadzany w kontakt z obiegiem i szybko zawrócony do pojemnika, w którym dochodzi do kontaktu między roztworem rozpuszczającym i materiałem wymieniacza jonowego. Kontakt między materiałem dotkniętym skażeniem i rozpuszczającym roztworem jest przedłużany dotąd, aż zanieczyszczenie zostanie przeniesione z dotkniętego skażeniem materiału, przez rozpuszczenie w roztworze rozpuszczającym, do materiału wymieniacza jonowego.
Następny etap obejmuje oddzielenie materiału wymieniacza jonowego. Jeżeli materiał wymieniaczajonowego jest umieszczony w porowatych torebkach, torebki zawierające materiał wymieniacza jonowego mogą być po prostu usunięte z rozpuszczającego roztworu. Jeżeli materiał wymieniacza jonowego jest wymieszany z materiałem dotkniętym skażeniem mogą one być rozdzielone na przykład przez rozdzielanie magnetyczne, jeśli cząstki wymieniacza jonowego zawierają materiał magnetyczny. Roztwór rozpuszczający i materiał dotknięty skażeniem (zasadniczo niemagnetyczny) przejdą przez separator magnetyczny podczas gdy materiał wymieniacza jonowego jest zatrzymywany.
W pewnych zastosowaniach oddzielanie materiału dotkniętego skażeniem od roztworu rozpuszczającego może nie być konieczne. Sole węglanowe są powszechnie obecne w materiałach naturalnych i może być dopuszczalny powrót dotkniętego skażeniem materiału do środowiska. Jeżeli wymagane jest oddzielenie materiału dotkniętego skażeniem od roztworu rozpuszczającego, może to być osiągnięte za pomocą standardowych urządzeń do oddzielania ciał stałych od cieczy takich jak wyciskająca lub taśmowa prasa filtracyjna. Oddzielony roztwór rozpuszczający może być wtedy zwrócony w celu dalszego kontaktowania się z materiałem, który ma być odkażany.
Roztwór rozpuszczający zawiera dobraną ilość rozcieńczonego, zasadowego roztworu węglanu, dostateczną do rozpuszczenia substancji skażających w materiale. Źródła węglanu obejmują gazowy dwutlenek węgla, kwas węglowy, węglan sodu, wodorowęglan sodu lub inne sole węglanowe. Sole węglanowe tworzą rozpuszczalne kompleksy z różnymi aktynowcami. Inne anionowe rodniki, które są zdolne do tworzenia rozpuszczalnych kompleksów z aktynowcami mogą być również użyte.
Roztwór rozpuszczający ma zasadowe pH, to jest dowolne pH z przedziału od 7 do 11, i korzystnie z przedziału od 9 do 11, z najbardziej korzystnym pH około 9. Sposób obejmuje doprowadzenie pH roztworu rozpuszczającego do około 9 przez dodanie dobranej ilości zasady takiej jak wodorotlenek sodowy. Termin „zasada” użyty tutaj obejmuje dowolną substancję zdolną podnieść pH roztworu powyżej 7 bez wszystkich innych substancji przeszkadzających rozpusz6
181 516 czającemu działaniu roztworu rozpuszczającego. Inne zasady rozważane do zastosowania w roztworze obejmują wodorotlenek potasu, wodorotlenek amonu i węglan amonu. Węglan amonu jest raczej szkodliwy, alejego dodatkowąprzewagądla gospodarki odpadami jest to, że może być odzyskany z roztworu przez odparowanie z roztworu. Zgodnie z powyższą definicją, mogłaby być użyta dowolna zasada. Ilość zasady, która będzie skuteczna przy doprowadzaniu pH do korzystnego przedziału będzie zależeć od użytej określonej zasady, innych składników roztworu i charakterystyki poszczególnej gleby lub innego materiału poddawanego odkażaniu.
Zamiennie, roztwór węglanu według niniejszego sposobu można również stosować do rozpuszczania pewnych aktynowców przy pH obojętnym.
Sposób według niniejszego wynalazku może ponadto obejmować wytwarzanie węglanu przez dodanie dobranej ilości gazowego dwutlenku węgla do roztworu rozpuszczającego poprzedzający etap kontaktowania. Gazowy dwutlenek węgla jest przepuszczony w postaci pęcherzyków przez roztwór rozpuszczający zawierający wszystkie ze składników z wyjątkiem węglanu w celu wytworzenia roztworu węglanu, na przykład, zgodnie z następującymi reakcjami:
CO2 + H2O -> H2CO3 2NaOH + H2CO3 -> Na2CO3 + 2H2O
Proces przepuszczania gazowego dwutlenku węgla w postaci pęcherzyków przez roztwór rozpuszczający może być również zastosowany do doprowadzenia pH roztworu do odpowiedniego przedziału. Dobierana ilość gazowego dwutlenku węgla wystarczająca do wytworzenia węglanu i dostosowania pH roztworu w biegnącym procesie może być oznaczana standardowymi metodami analitycznymi. Zamiennie, roztwór węglanu zastosowany w sposobie według niniejszego wynalazku może być zrobiony przez dodanie dobranej ilości soli węglanowej do roztworu rozpuszczającego. Korzystnie, stężenie węglanu wynosi około 1 mol/l.
Roztwór stosowany w sposobie według niniejszego wynalazku może również zawierać dobraną ilość czynnika utleniającego takiego jak nadtlenek wodoru, korzystnie o stężeniu około 0,005 mol/l. Czynnik utleniający może podwyższać stopień utlenienia pewnych aktynowców w celu ułatwienia ich rozpuszczania w roztworze rozpuszczającym jak pokazuje następujące ogólne równanie:
UO2 + H2O2 + 3Na2CO^ -> Na4UO2(CO3)3 + 2NaOH
Czynniki utleniające są również potrzebne w roztworze rozpuszczającym do rozpuszczenia plutonu. Inne skuteczne czynniki utleniające obejmują ozon, powietrze i nadmanganian potasu.
Korzystnie, roztwór rozpuszczający według niniejszego wynalazku składa się z około 1 mol/l węglanu, około 0,005 mol/l nadtlenku wodoru i tak dobranej ilości wodorotlenku sodu, że pH roztworu może być doprowadzone do pH 9. Roztwory zawierające inne ilości powyższych składników, odpowiednie do rozpuszczania aktynowców w glebie i innych materiałach są również brane pod uwagę. Takie roztwory mogą zawierać od 0,01 do 1 mol/l węglanu i od 0,005 do 0,3 mol/l nadtlenku wodoru.
Skuteczne jest podniesienie temperatury powyżej temperatury otoczenia. Można stosować dowolną temperaturę miedzy temperaturą otoczenia i 100°C, korzystnie około 50°C.
Następnym etapem w sposobie według niniejszego wynalazku jest oddzielenie substancji skażających od roztworu rozpuszczającego przez absorpcję w ośrodku wymieniacza jonowego. Absorpcja zastosowana w niniejszym sposobie obejmuje wykorzystanie reakcji chelatowania na żywicy jonowymiennej, jak to pokazano niżej dla grupy funkcyjnej kwasu iminodwuoctowego związanej chemicznie ze stała cząstką:
NaąUO2(CO3)3 + 2 (żywica - N[CH2COO]2Na2)->
(żywica - N[CH2COO]2)UO2Na2 + 3Na2CO3
181 516
Ze względu na stabilność tak utworzonych kompleksów w porównaniu z kompleksami węglanowymi, reakcja chelatowania jest w stanie usunąć aktynowce z roztworu rozpuszczającego w obecności stężeń węglanu wystarczająco wysokich, żeby pozwoliły na rozpuszczenie aktynowców z sezonowanych gleb, w których substancje skażające zostały mocno zaabsorbowane.
Szczególna reakcja chelatowania pokazana wyżej jest tylko przykładem i każda podobna reakcja chelatowania może być wykorzystana (np. wykorzystując takie grupy funkcyjne jak podstawiony rezorcyną kwas arsoniowy, 8-hydroksychinolina lub amidoksym). Głównym wamaganiem dotyczącym chelatującej grupy funkcyjnej jest, żeby tworzyła ona stabilny termodynamicznie kompleks z aktynowcami, których usunięcie jest pożądane.
Grupa chelatująca, dla celów niniejszego wynalazku, może być związana ze stałym absorbentem fizycznie lub przez wymianę jonową, ale sposób korzystny obejmuje przyłączenie chelatującej grupy funkcyjnej do cząstki stałej przez wiązanie chemiczne. Przykładami odpowiednich dostępnych w handlu chelatujących wymieniaczy jonowych tego typu sąDOWEX Al, DUOLITE ES346, C466 i 467, oraz ChElEX 100. Zastosowanie takich wymieniaczy jonowych w sposobie według niniejszego wynalazku ogólnie wymaga, żeby cząstki stałe były zawieszone w roztworze rozpuszczającym przez zamknięcie ich w porowatych torebkach.
Chelatująca grupa funkcyjna może być również zapewniona przez jej przyłączenie na drodze absorpcji fizycznej, wymiany jonowej lub wiązania chemicznego do stałego materiału, który jest magnetyczny jak opisano w Europejskim opisie patentowym nr 0522856. W tym przypadku stały materiał magnetyczny zawierający zaabsorbowane zanieczyszczenia skażające może być odzyskany z roztworu rozpuszczającego przez oddzielenie magnetyczne.
Sposób według niniejszego wynalazku może zawierać dodatkowy etap odzyskiwania zanieczyszczeń skażających z chelatującego wymieniaczajonowego. Wymywania zanieczyszczeń skażających dokonuje się za pomocą roztworu, który usuwa te zanieczyszczenia z absorbenta. Roztwór wymywający, zwany również eluentem, może być wybrany na podstawie przewidywania tak, aby był selektywny dla określonego zanieczyszczenia, przy czym przewidywanie oparte jest na charakterystykach zanieczyszczenia i absorbenta. Typowym eluentem jest kwas taki jak kwas azotowy o średnim stężeniu około 1 mol/l. Stopień w jakim zanieczyszczenie skażające jest zatężone w eluencie może być zmieniany stosownie do zastosowanego określonego eluenta, ale w każdym przypadku stężenie to będzie większe niż w skażonym materiale przed obróbką.
Etap odzyskiwania promieniotwórczych zanieczyszczeń może ponadto obejmować etap zawracania do etapu kontaktowania roztworu rozpuszczającego, który został oddzielony od dotkniętego skażeniem materiału.
Niniejszy wynalazek zapewnia również sposób sterowania objętością płynu w etapie kontaktowania. Gleba wychodząca po obróbce może mieć większą zawartość wody niż gleba wchodząca, lub też możliwe jest zastosowanie odparowywania dla odzyskania czystej wody z roztworu rozpuszczającego. Jeden z tych sposobów lub inny może być zastosowany dla zapobieżenia powiększaniu się objętości płynu.
Następujący nieograniczający przykład obrazuje niniejszy wynalazek.
Przykład I. Żywicę magnetyczna posiadającą grupę funkcyjną kwasu iminodwuoctowego przygotowano zgodnie ze sposobem opisanym w Europejskim opisie patentowym nr 0522856. Żywicę przetworzono w formę amonowa traktując ją octanem amonu (0,1 mol/l). Sezonowana skażona plutonem gleba pobrana z miejsca w Stanach Zjednoczonych Ameryki (6 g) zmieszano z roztworem rozpuszczającym (100 ml) zawierającym 1 mol/l węglanu i doprowadzonym do pH 9. Dodano nadtlenek wodoru (51 pl, 30% roztworu) i magnetyczną żywicę (0,8 g suchej masy) i mieszaninę mieszano przez 2 godziny w temperaturze 50°C. Żywicę oddzielono od gleby przez rozdzielanie magnetyczne i przemyta wodą. Roztwór rozpuszczający oddzielono od gleby przez filtracje. Żywicę magnetyczną regenerowano przez przemywanie kwasem azotowym o stężeniu 8 mol/l. Glebę, eluent po regeneracji żywicy i roztwór rozpuszczający analizowano w celu oznaczenia plutonu.
Średnie wyniki z trzech próbek wskazują, że 27% plutonu obecnego początkowo w glebie było nadal obecne w glebie, 68% plutonu obecnego początkowo w glebie zostało przeniesione do
181 516 roztworu eluenta i 5% plutonu obecnego początkowo w glebie zostało odzyskane z roztworu rozpuszczającego.
Przykład II. Żywicę magnetyczna posiadającą grupę funkcyjną kwasu iminodwuoctowego przygotowano jak w przykładzie I. Żywicę użyto w formie wodorowej. Sezonowaną skażoną plutonem glebę pobraną z miejsca w Stanach Zjednoczonychy Ameryki (6 g) zmieszano z roztworem rozpuszczającym (100 ml) zawierającym 1 mol/l węglanu i doprowadzonym dopH 9. Dodano nadtlenek wodoru (51 pl, 30% roztworu) i magnetyczną żywicę (0,8 tg suchej masy) i mieszaninę mieszano przez 2 godziny w temperaturze 50°C. Glebę oddzielono od roztworu i żywicy. T ą samą glebę dodatkowo 4 razy poddano działaniu świeżych porcj i żywicy i roztworu wykorzystując ten sam sposób postępowania. W końcu po 5 kontaktach średnia z dwóch powtórzonych próbek pokazała, że stężenie plutonu w glebie, początkowo 35,8 Bq/g, zostało obniżone do 3,7 Bq/g, t. j. >90% plutonu zostało usunięte z gleby.
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.
Cena 2,00 zł.

Claims (13)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób odkażania materiałów promieniotwórczych, znamienny tym, że materiał który ma być odkażany kontaktuje się z roztworem zawierającym rozcieńczony węglan w obecności cząstek wymieniaczajonowego, które zawiera jąlub posiadają związaną z nimi chelatującą grupę funkcyjną; a następnie oddziela się cząstki wymieniacza jonowego od roztworu zawierającego rozcieńczony węglan.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór zawierający rozcieńczony węglan ma pH w zakresie od 7 do 11.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że roztwór rozpuszczający zawiera dodatkowo czynnik utleniający.
  4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że czynnikiem utleniającym jest nadtlenek wodoru.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że chelatująca grupa funkcyjna obejmuje grupy kwasu iminodwuoctowego, podstawionego rezorcyną kwasu arsoniowego, 8-hydroksychinoliny lub amidoksymu.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki wymieniacza jonowego są również magnetyczne.
  7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że cząstki wymieniaczajonowego zawierają osadzony w nich materiał magnetyczny.
  8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki wymieniacza jonowego zawarte są w porowatych torebkach.
  9. 9. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że cząstki magnetycznego wymieniacza jonowego oddziela się w urządzeniu do rozdzielania magnetycznego.
  10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dotknięty skażeniem materiał oddziela się od roztworu zawierającego rozcieńczony węglan.
  11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że rozdzielanie przeprowadza się w wyciskającej lub taśmowej prasie filtracyjnej.
  12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że substancje skażające odzyskuje się z chelatującego wymieniacza jonowego.
  13. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że substancje skażające odzyskuje się przez wymywanie odpowiednim eluentem.
PL95320794A 1994-12-22 1995-12-14 Sposób odkazania materialów promieniotwórczych PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL181516B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9426023.9A GB9426023D0 (en) 1994-12-22 1994-12-22 Process for decontaminating radioactive materials
PCT/GB1995/002919 WO1996019812A1 (en) 1994-12-22 1995-12-14 Process for decontaminating radioactive materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL320794A1 PL320794A1 (en) 1997-10-27
PL181516B1 true PL181516B1 (pl) 2001-08-31

Family

ID=10766454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL95320794A PL181516B1 (pl) 1994-12-22 1995-12-14 Sposób odkazania materialów promieniotwórczych PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Country Status (24)

Country Link
US (1) US5852786A (pl)
EP (1) EP0799486B1 (pl)
JP (1) JP3469899B2 (pl)
KR (1) KR100387877B1 (pl)
CN (1) CN1145976C (pl)
AT (1) ATE176829T1 (pl)
AU (1) AU689676B2 (pl)
BG (1) BG63234B1 (pl)
BR (1) BR9510508A (pl)
CA (1) CA2208033A1 (pl)
CZ (1) CZ285742B6 (pl)
DE (1) DE69507905T2 (pl)
DK (1) DK0799486T3 (pl)
EE (1) EE03635B1 (pl)
ES (1) ES2131348T3 (pl)
GB (1) GB9426023D0 (pl)
GE (1) GEP20002251B (pl)
GR (1) GR3030139T3 (pl)
HU (1) HU219330B (pl)
PL (1) PL181516B1 (pl)
RU (1) RU2142172C1 (pl)
SK (1) SK280392B6 (pl)
UA (1) UA27086C2 (pl)
WO (1) WO1996019812A1 (pl)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6217743B1 (en) * 1997-02-12 2001-04-17 Sachem, Inc. Process for recovering organic hydroxides from waste solutions
GB9709882D0 (en) * 1997-05-16 1997-07-09 British Nuclear Fuels Plc A method for cleaning radioactively contaminated material
RU2196567C1 (ru) * 2001-05-07 2003-01-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Красноармейский Научно-Исследовательский Институт Механизации" Моющее средство
US6605158B1 (en) 2001-10-12 2003-08-12 Bobolink, Inc. Radioactive decontamination and translocation method
US6497769B1 (en) 2001-10-12 2002-12-24 Bobolink, Inc. Radioactive decontamination and translocation method
US7148393B1 (en) * 2003-04-22 2006-12-12 Radiation Decontamination Solutions, Llc Ion-specific radiodecontamination method and treatment for radiation patients
US6972095B1 (en) * 2003-05-07 2005-12-06 Electric Power Research Institute Magnetic molecules: a process utilizing functionalized magnetic ferritins for the selective removal of contaminants from solution by magnetic filtration
FR2861494B1 (fr) * 2003-10-28 2005-12-23 Commissariat Energie Atomique Utilisation de carbonates mixtes frittes pour le confinement de carbone radioactif.
JP4114076B2 (ja) * 2004-02-17 2008-07-09 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 アクチノイド元素の分離方法
KR101063132B1 (ko) * 2006-02-09 2011-09-07 가부시끼가이샤 도시바 화학 제염 장치 및 그 제염 방법
RU2357311C2 (ru) * 2007-07-30 2009-05-27 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" Способ переработки отработавшего ядерного топлива
GB0717612D0 (en) * 2007-09-10 2007-10-17 Mallinckrodt Inc Purification of metals
RU2363060C2 (ru) * 2007-10-08 2009-07-27 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр - Научно-исследовательский институт атомных реакторов" Способ переработки облученного бериллия
US8097164B2 (en) * 2007-11-08 2012-01-17 Electric Power Research Institute, Inc. Process for preparing magnetic particles for selectively removing contaminants from solution
WO2011121291A1 (en) * 2010-04-01 2011-10-06 University Of Dundee Decontamination method
US9214248B2 (en) * 2010-12-15 2015-12-15 Electric Power Research Institute, Inc. Capture and removal of radioactive species from an aqueous solution
US8658580B2 (en) * 2012-03-01 2014-02-25 Uchicago Argonne, Llc Superabsorbing gel for actinide, lanthanide, and fission product decontamination
KR101431375B1 (ko) * 2013-03-15 2014-08-19 한국원자력연구원 중합체가 부착된 방사성 콘크리트 폐기물의 제염 방법
CN103308936A (zh) * 2013-06-18 2013-09-18 中国原子能科学研究院 一种用于微堆退役的堆水池清理方法
US11373776B2 (en) * 2017-01-06 2022-06-28 GeoRoc International, Inc. Integrated ion-exchange disposal and treatment system
RU2654195C1 (ru) * 2017-06-01 2018-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "РАОТЕХ" Способ переработки жидких радиоактивных отходов
CN113897201A (zh) * 2021-11-29 2022-01-07 北京师范大学 一种由氨基酸强化的碳酸盐基清洗活性材料

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB229312A (en) * 1924-02-12 1926-05-11 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to pressure relieving diaphragms for electrical apparatus casings
CS245861B1 (en) * 1984-06-01 1986-10-16 Zdenek Matejka Method of heavy metals separation from aminocarboxyl complexing substances
US4681705A (en) * 1985-10-15 1987-07-21 Carolina Power & Light Company Decontamination of radioactively contaminated liquids
BE904139A (nl) * 1986-01-30 1986-05-15 Lemmens Godfried Werkwijze voor de decontaminatie van radioaktief besmette materialen.
GB2229312B (en) * 1989-03-14 1993-01-06 British Nuclear Fuels Plc Actinide dissolution
US5087372A (en) * 1989-03-24 1992-02-11 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Method for removing heavy metal ions from contaminated water and a porous membrane usable therefor
SU1797387A1 (ru) * 1990-08-23 1997-02-10 Всесоюзный научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. Бочвара А.А. Способ удаления радиоактивных загрязнений
GB9115018D0 (en) * 1991-07-11 1991-08-28 Bradtec Ltd Purification of solutions
US5322644A (en) * 1992-01-03 1994-06-21 Bradtec-Us, Inc. Process for decontamination of radioactive materials

Also Published As

Publication number Publication date
CA2208033A1 (en) 1996-06-27
KR980701128A (ko) 1998-04-30
BR9510508A (pt) 1998-01-13
ATE176829T1 (de) 1999-03-15
HU219330B (en) 2001-03-28
GB9426023D0 (en) 1995-02-22
PL320794A1 (en) 1997-10-27
GR3030139T3 (en) 1999-08-31
JPH10510924A (ja) 1998-10-20
HUT77056A (hu) 1998-03-02
SK280392B6 (sk) 2000-01-18
KR100387877B1 (ko) 2003-08-19
WO1996019812A1 (en) 1996-06-27
AU4184496A (en) 1996-07-10
ES2131348T3 (es) 1999-07-16
CZ190197A3 (en) 1997-11-12
BG101603A (en) 1998-02-27
EE03635B1 (et) 2002-02-15
AU689676B2 (en) 1998-04-02
CN1145976C (zh) 2004-04-14
SK83097A3 (en) 1998-01-14
EP0799486A1 (en) 1997-10-08
UA27086C2 (uk) 2000-02-28
CN1175318A (zh) 1998-03-04
EE9700140A (et) 1997-12-15
GEP20002251B (en) 2000-09-25
EP0799486B1 (en) 1999-02-17
DE69507905D1 (de) 1999-03-25
JP3469899B2 (ja) 2003-11-25
DK0799486T3 (da) 1999-09-20
US5852786A (en) 1998-12-22
DE69507905T2 (de) 1999-09-16
CZ285742B6 (cs) 1999-10-13
RU2142172C1 (ru) 1999-11-27
BG63234B1 (bg) 2001-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL181516B1 (pl) Sposób odkazania materialów promieniotwórczych PL PL PL PL PL PL PL PL PL
RU2122249C1 (ru) Способ очистки материала, содержащего радиоактивные загрязнения
JP3078670B2 (ja) 土地改善法
Schulz et al. The truex process and the management of liquid TRU uwaste
Horwitz et al. The Truex process: A vital tool for disposal of US defense nuclear waste
EP0682806B1 (en) Process for the treatment of particulate material
JPH0980194A (ja) 三価アクチニドと希土類元素の分離方法
US5468456A (en) Batch extracting process using magneticparticle held solvents
CA1229780A (en) Iron removal from edta solutions
Mishra et al. Uranium processing
EP0563097B1 (en) Processing waste solidification
Bostick et al. FY 1995 separation studies for liquid low-level waste treatment at Oak Ridge National Laboratory
Myasoedov et al. Russia and Eastern Europe
CA3197027A1 (en) Process for the selective removal of anionic radionuclides
Engesser Reduction of fluoride dissolution during induration off-gas scrubbing
CS270843B1 (en) Method of metallic iones e.g.th(iv),uo2 2+,la(iii),sr(ii),fe(iii),zn(ii),cd(ii),ni(ii),hg(ii),cu(ii) removal from aqueous solutions

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20051214