Wetenschap
Een nieuw adsorbens op silicabasis helpt bij de selectieve scheiding van strontium
Het team van prof. Huang Qunying van de Hefei Institutes of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft, in samenwerking met het team van prof. Ning Shunyan van de South China University, een nieuw op silica gebaseerd adsorbens ontwikkeld voor de zeer selectieve scheiding van strontium (Sr) uit een zuur medium.
De resultaten zijn gepubliceerd in het Journal of Hazardous Materials .
Radioactief strontium, bekend als 90 Sr, is zorgwekkend omdat het zowel radiologisch als biochemisch zeer giftig is. Wanneer hoogactief vloeibaar afval (HLLW) wordt verwerkt door verglazing, komt de warmte vrij die vrijkomt bij het verval van 90 Sr kan problemen veroorzaken. Deze hitte kan het materiaal waarin het zich bevindt destabiliseren, wat mogelijk kan leiden tot het vrijkomen van andere radioactieve stoffen. Echter, 90 Sr kan ook worden hergebruikt als een speciale radioactieve of warmtebron, waardoor de hoeveelheid afval die moet worden gestort kan worden verminderd, tegen lagere totale kosten.
Om de bovenstaande problemen aan te pakken, heeft het onderzoeksteam een nieuw poreus adsorbens ontwikkeld, genaamd CEPA@SBA-15-APTES. Dit adsorbens wordt gemaakt door mesoporeuze silica te modificeren om Sr selectief te scheiden. Ze bestudeerden hoe dit adsorbens zich gedraagt bij blootstelling aan verschillende omgevingen met behulp van Sr-stabiele nucliden.
Ze ontdekten dat de adsorptie binnen 30 minuten een evenwicht bereikte in een oplossing met een lage concentratie salpeterzuur (HNO3 ) en in slechts vijf minuten in een oplossing met een hogere concentratie HNO3 .
Belangrijk is dat het adsorbens uitstekende selectiviteit vertoonde voor Sr in 3 M HNO3 gesimuleerde HLLW-oplossing. Het mechanisme van Sr-adsorptie verschilt afhankelijk van de zuurgraad van de oplossing:Ionenuitwisseling vindt plaats in oplossingen met een laag HNO3 concentratie, terwijl coördinatie plaatsvindt in oplossingen met hogere HNO3 concentratie.
Deze studie ontwikkelt een nieuw materiaal voor de efficiënte scheiding van strontium, dat een referentie is voor de selectieve scheiding en terugwinning van radionucliden.