Гетерофазные явления при фракционировании трития в водных системах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность проблемы трития в экологической химии определяется тем, что тритий – единственный из радиоактивных изотопов, который невозможно обезвредить фильтрацией. Тритий возникает при побочных радиохимических процессах в ядерных реакторах и обнаруживается в радиоактивных отходах и выбросах в форме оксидов трития – тритиевых изотопологов воды. Побочным продуктом эксплуатации ядерных реакторов оказывается прототритиевая вода – раствор оксида прототрития HTO в лёгкой воде H2 О. Реже приходится иметь дело с дейтеротритиевой водой – раствором оксида дейтеротрития DTO в тяжёлой воде D2 О. Предложены различные подходы, обеспечивающие возможности выделения трития либо его оксида изтритиевой воды. Выбор процесса определяется тем, будет ли очищенная от трития вода возвращаться в реакторную систему либо сбрасываться в окружающую среду, а также тем, имеется ли потребность в извлечении молекулярного трития для его дальнейшего применения. Основное внимание уделено процессу электросонолиза тритиевой воды как экономически и экологически предпочтительному способу её обезвреживания, позволяющему получать молекулярный тритий. Разложению тритиевой воды должно предшествовать её концентрирование, которое целесообразно производить двухступенчато: кондиционирующая водоподготовка (предварительное концентрирование) и получение высококонцентрированной тритиевой воды. В этом контексте в работе рассмотрено обратноосмотическое кондиционирование тритиевой воды и её последующее концентрирование солевой ректификацией. 

Об авторах

Ярослав Олегович Шабловский

Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого

ORCID iD: 0000-0003-4464-4230
пр-т Октября, 48

Список литературы

  1. Перевезенцев А. Н., Розенкевич М. Б. Технология трития для термоядерного реактора. Долгопрудный : ИД «Интеллект», 2019. 336 с.
  2. Văsaru G. Tritium isotope separation. Ann Arbor, London, Tokyo : CRC Press Inc., Boca Raton, 1993. 320 p.
  3. Магомедбеков Э. П., Белкин Д. Ю., Растунова И. Л., Сазонов А. Б., Селиваненко И. Л., Кулов Н. Н. Ректификация воды как метод детритизации тяжеловодного замедлителя // Теоретические основы химической технологии. 2017. Т. 51, № 4. С. 376–383.
  4. Карцев В. Н. К пониманию структурочувствительности температурного коэффициента внутреннего давления // Журнал структурной химии. 2004. Т. 45, № 5. С. 877–882.
  5. Сазонов А. Б., Алешина А. В., Магомедбеков Э. П. Иммобилизация тритийсодержащих отходов путем включения в цементную матрицу // Радиохимия. 2009. Т. 51, № 4. С. 363–365.
  6. Satoshi N., Toshihiro A., Hitoshi K., Haruki I., Ryo O. Tritiated water removal method based on hydrate formation using heavy water as co-precipitant // Chemical Engineering Journal. 2023. Vol. 465, № 1. Р. 142979-1–142979-11. https://doi.org/10.1016/j. cej.2023.142979
  7. Ferreira M. F., Turner A. Tritium: Its relevance, sources and impacts // Science of the Total Environment. 2023. Vol. 876, № 1. Р. 162816-1–162816-9.
  8. Магомедбеков Э. П., Растунова И. Л. Проблемы детритизации водных радиоактивных отходов // Радиоактивные отходы. 2022. № 2 (19). С. 17–24.
  9. Ρrabhakar S., Misra Β. M., Ramami M. P. S. Relative transport of water (H2O) and tritiated water (HTO) across cellulose acetate membranes // Radiochimica Acta. 1986. Vol. 39, № 2. Р. 93–96. https://doi.org/10.1524/ ract.1986.39.2.93
  10. Sun D., Run L. Hydrogen isotopic water separation in membrane distillation // Separation and Purifi cation Technology. 2023. Vol. 314, № 1. Р. 123634-1–123634-19. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123634
  11. Lott P. F., Millich F. Instrumentation for osmometry // Journal of Chemical Education. 1966. Vol. 43, № 3. Р. A191–A208.
  12. Nelson D. A., Duncan J. B., Jensen G. A., Burton S. D. Isotopomeric water separations with supported polyphosphazene membranes // Journal of Membrane Science. 1996. Vol. 112, № 2. Р. 105–113. https://doi. org/10.1016/0376-7388(95)00100-X
  13. Duncan J. B., Nelson D. A. The separation of tritiated water using supported polyphosphazene membranes // Journal of Membrane Science. 1999. Vol. 157, № 2. Р. 211–217. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(98)00380-9
  14. Соботович Э. В., Пушкарёв А. В., Литовченко А. С., Пушкарёва Р. А., Долин В. В. Феномен изотопного осмоса при использовании бентонитовых мембран // Доклады НАН Украины. 2007. № 1. С. 179–183.
  15. Dzaugis M. E., Spivack A. J., D’Hondt S. A quantitative model of water radiolysis and chemical production rates near radionuclide containing // Radiation Physics and Chemistry. 2015. Vol. 115, № 1. Р. 127–134. https://doi. org/10.1016/j.radphyschem.2015.06.011
  16. Андреев Б. М., Магомедбеков Э. П., Розенкевич М. Б., Сахаровский Ю. А. Гетерогенные реакции изотопного обмена трития / под общ. ред. Б. Ф. Мясоедова. М. : Едиториал УРСС, 1999. 206 с.
  17. Кулов Н. Н., Полковниченко А. В., Лупачев Е. В., Вошкин А. А., Магомедбеков Э. П. Распределение изотопов водорода между фазами при парожидкостном равновесии водных солевых растворов // Теоретические основы химической технологии. 2020. Т. 54, № 1. С. 3–9. https://doi.org/10.31857/S0040357120010108
  18. Tanaka H., Kado T., Negita H. The fractionation of tritiated water in an equilibrium between organic hydrates and their aqueous solutions // Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1974. Vol. 47, № 2. Р. 278–280.
  19. Кондакова Ю. В., Шестаков И. А., Сазонов А. Б. Термодинамические изотопные эффекты трития в амидах и аминокислотах // Успехи в химии и химической технологии. 2017. Т. 31, № 10. С. 34–36.
  20. Королёва В. С., Шестаков И. А., Сазонов А. Б. Изотопное равновесие дейтерия и тритиямеждумолекулами воды и углеводов // Успехи в химии и химической технологии. 2018. Т. 32, № 9 (205). С. 21–23.
  21. Heinze S., Stolz T., Ducret D., Colson J.-C. Self-radiolysis of tritiated water: Experimental study // Fusion Science and Technology. 2005. Vol. 48, № 1. P. 673–679. https:// doi.org/10.13182/FST05-A1014
  22. Stolz T., Ducret D., Heinze S., Baldacchino G., Colson J.-C., Dedieu B., Pelletier Th. Self-radiolysis of tritiated water // Fusion Engineering and Design. 2003. Vol. 69, № 1–4. P. 57–60. https://doi.org/10.1016/S0920- 3796(03)00236-9
  23. Морозов А. В., Сахипгареев А. Р., Шлёпкин А. С., Сошкина А. С. Определение физико-химических свойств борной кислоты // Энергетические системы. 2019. № 1. С. 67–73.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».