РАДИОНУКЛИДЫ. Сорбция на "Сорбент АС"

Изучена сорбция цезия-137 из питьевой воды в статических и динамических условиях сорбционно-фильтровальным материалом "Сорбент АС". "Сорбент АС" является алюмосиликатным сорбентом с содержанием основных химических компонентов: SiO2 до 80%, Al2O3 до 5-7%.

Определение степени сорбции (S, %) и коэффициента распределения (Кd, мл/г) индикаторных количеств цезия-137 осуществляли в соответствии со следующей методикой. В исследуемый раствор объемом 50 мл с концентрацией стабильного цезия 0,01 мг/л вводили радиоактивный цезий-137 и вносили расчетное количество сорбента. Сорбент в контакте с раствором выдерживали в течение времени, необходимого до установления сорбционного равновесия. Исходная вода имела активность по цезию-137 равную 4 – 370 Бк/дм3. Для измерения скорости счета блоком БТЭ2-11 и высоковольтным блоком питания БНВ-2-12. Время измерения принято 100 с.

Исследование кинетики сорбции радионуклида проводили по следующей методике. В коническую колбу объемом 500 мл последовательно вводили 50 мл раствора с меткой цезия-137 и навеску сорбента в количестве 50 мг. Далее колбу устанавливали на магнитную мешалку (скорость вращения ~ 100 об/мин). Через определенные промежутки времени из колбы отбирали 0,5 мл раствора и определяли скорость счета.

Сорбцию радионуклида в динамических условиях проводили путем фильтрации раствора через стеклянную колонку диаметром 9 мм. Высота слоя сорбента 30 мм. Скорость фильтрации раствора принята равной 6,3 мл/мин*см2. Масса навески сорбента 1 г. Колоночный объем сорбента составлял 1,92 см3. В экспериментах использовали фракцию сорбента с размером частиц 0,8-1,0 мм.

Получены зависимости степени извлечения цезия-137 из водопроводной воды разного состава от времени установления сорбционного равновесия и массы сорбента. Установлено, что предварительная очистка водопроводной воды с помощью мембраны (обратный осмос) практически не оказывает влияния на сорбируемость и кинетику извлечения радионуклида. Степень извлечения цезия-137, равная 95-98%, имеет место при удельной массе сорбента в исследуемых растворах 8 мг/мл. Время установления сорбционного равновесиядля систем с участием водопроводной воды и воды, прошедшей через мембрану, составляет 50-60 мин. По нашему мнению, полученные результаты, а именно незначительное влияние состава исследуемой воды на сорбируемость цезия-137, связаны с природой сорбционного взаимодействия сорбата и сорбента. В изучаемых системах это взаимодействие осуществляется за счет сил физической сорбции. В этом случае конкурентное влияние присутствующих в водной фазе примесей не оказывает существенного влияния на сорбируемость радионуклида. Коэффициент распределения цезия-137 между твердой и жидкой фазами в рассматриваемых системах составляет 2-3*10³ мл/г.

Низкая величина остаточной активности фильтрата (порядка 0,1%) свидетельствует о высокой селективности "Сорбент АС" к радиоактивному цезию. В процессе эксперимента не удалось достигнуть момента роста активности фильтрата, что указывает на высокие возможности "Сорбент АС" по извлечению радионуклида.

Дополнительно будут изучены сорбции радона и радия.За истекший период изучены свойства в отношении стронция-90, кобальта-60, цезия-137 и др.

Намечены пути реализации производства селективных сорбентов повышенной сорбционной емкости по отношению к изученным радионуклидам.