东京大学研发出可吸附放射牲铯的布料

[日本共同社东京2012年5月29日电]东京大学生产技术研究所的研究小组2012年5月28日宣布,已研发出可有效吸附溶解于水中的铯离子的布料,希望能够用于清除福岛第一核电站事故释放出的放射性铯.放射性铯是土壤和水的主要污染物质.     

焦磷酸氧锆对铯的吸附性能

研究了静态实验条件下,吸附平衡时间、酸度、温度对铯在焦磷酸氧锆上吸附的影响以及铯在不同酸度下的解吸,并研究了动态实验条件下,焦磷酸氧锆的吸附淋洗性能、焦磷酸氧锆从辐照靶件溶解液中提取铯的性能。结果表明:焦磷酸氧锆对铯的吸附约30min可达平衡;低酸低温有利于吸附,高温高酸有利于解吸;焦磷酸氧锆从辐照靶件溶解液中提取铯的回收率约为100%。     

放射性核素迁移的实验室研究 Ⅰ.放射性锶铯在地质材料上的吸附

本工作应用批式法对放射性铯锶在八种岩石上的吸附进行了研究。给出了这些岩石对铯、锶的吸附比R_d随时间变化的情况,也对以R_d描述的岩石的吸附性能进行了比较。结果表明,所研究的岩石对锶的吸附能力都较差。岩石对铯的吸附能力之间的差别较大,其中四川的页岩,河北的玄武岩和北京的页岩吸附能力很强。     

分离铯的吸附剂焦磷酸氧锆的合成与表征

合成了分离铯的吸附剂焦磷酸氧锆,比较了不同条件下制备的焦磷酸氧锆对铯的吸附性能,并对吸附性能好的焦磷酸氧锆进行了分析与表征。结果表明,在不同条件下制备的焦磷酸氧锆对放射性铯的吸附率相差不大。焦磷酸氧锆化学式为［3ZrO•2HP₂O₇］_n•8.6nH₂O, 为无定型物质,具有良好的热稳定性, 最可几孔径约为1.5 nm,比表面积为180.7m²/g。     

微生物与铯的相互作用及其在放射性核素污染环境修复中的应用潜力

含放射性核素的废物在排放前必须进行有效的处理。铯是核电站排放的放射性物质之一。现有的除铯技术，如沸石吸附、离子交换等方法成本较高。利用微生物技术去除铯是目前可以考虑的替代方案，铯具有的独特化学性质决定了铯与微生物之间的相互作用机理不同于其它金属／放射性核素。据报道，自然界中存在大量的微生物可以吸收铯，但不同种类的微生物，其吸收量差别很大，微生物对铯的吸收量受一些环境因素的影响，如操作系统(分批式或连续流)、菌体的固定化、pH值，特别是其它单价阳离子(如K^ 、Na^ )存在与否等。微生物对铯吸收量的差别可能与其单价阳离子转移系统对铯的亲合力有关，通过现代生物技术手段可以分离筛选出对铯具有高度亲合力的微生物。此外，控制微生物的生理状态也可以改变其对铯的亲合力。微生物方法去除铯在放射性核素污染环境的生物修复中具有实用潜力。     

普鲁士蓝类复合材料去除放射性铯的研究进展

铯是放射性废水主要成分之一,其半衰期长、危害程度大。普鲁士蓝类化合物具有优良的铯选择性,因此成为了主流的除铯材料。但是单独应用普鲁士蓝除铯效率低,且容易造成二次污染,难以适应实际需求。为解决这些问题,很多研究尝试使用载体负载普鲁士蓝,达到了增大吸附量、提高除铯效率和处理后易于分离等效果。本文详细介绍了普鲁士蓝类复合材料的载体种类,以及与晶体学、反应动力学、吸附等温线和热力学分析等有关的反应机理。希望能为相关的研究提供参考。     

焦磷酸和锆的化合物对铯的吸附机理探讨

在不同条件下合成了焦磷钼酸锆,选择出对铯吸附性能优良的焦磷钼酸锆。将焦磷酸氧锆和焦磷钼酸锆对铯的吸附性能进行了比较,并研究了焦磷酸氧锆对铯的吸附机理。结果表明:焦磷酸根与钼酸根摩尔比为8∶1、锆足量条件下制备所得焦磷钼酸锆吸附率最高;与焦磷钼酸锆相比,焦磷酸氧锆对铯的吸附受酸度的影响稍小,静态吸附容量稍大;焦磷酸氧锆与焦磷钼酸锆的化学稳定性相似;焦磷酸氧锆对铯的吸附属化学吸附,其吸附机理为Cs+与焦磷酸氧锆上羟基的H+发生离子交换反应。     

铯在钨(110)表面吸附行为的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了铯原子在钨(110)表面上的吸附行为。计算结果表明,通过原子数之比定义的最大单层铯原子吸附率为0.4,铯原子的吸附位置随吸附率的增加而变化。铯原子吸附率为0.25时,最可能的吸附位置是长桥,而铯原子吸附率达0.4时,铯原子在钨(110)表面形成完整的单原子层,并呈现-ABA′B′-结构形式。随铯原子吸附率的增加,表面功函数先减小后增大,最终稳定在2.134 eV,其中最小值1.524 eV出现在吸附率为0.25时,该最小值低于纯铯(110)表面的功函数。偶极子模型和分态密度计算结果表明,铯原子向钨基体表面的电子转移机制和铯原子电子能量分布的变化是造成表面功函数降低的原因。     

俄新技术可一次去除碱性放射性废液中的锶铯

正【英国《国际核工程》网站2018年9月26日报道】俄罗斯克拉斯诺雅茨克科学中心(KSC)和西伯利亚联邦大学近日宣布,研发出了可从碱性放射性废液中一次性去除锶铯的技术。相关研究成果已刊登在《核材料杂志》(Journal of Nuclear Materials)上。在乏燃料处理和快堆退役期间,会产生大量含有锶和铯的碱性放射性废液。现有的处理技术是选择性提取核素,以降低废液的放射性。     

我国高放废液中铯分离研究进展

由于高放废液的放射性强、毒性大、组成复杂,从高放废液中分离铯是一个世界性难题。多年来国内外研究者一直在探索研究从高放废液中分离铯的方法,开发适合工业应用的铯分离技术,以解决从高放废液中分离铯的难题。一方面,我国现存的生产堆高放废液,浓缩倍数大、盐分高、放射性强,长期贮存风险大,需要进行妥善处理;另一方面,随着我国核电的快速发展和民用核燃料后处理的工业化,动力堆高放废液的处理问题也日益突出。针对这些需求,我国科技工作者们开展了大量从高放废液中分离铯的研究工作,取得了系列研究成果。近几十年来我国主要开展了离子交换、萃取色层和溶剂萃取分离高放废液中铯的研究,先后开发了亚铁氰化钛钾离子交换分离工艺以及杯芳烃冠醚萃取分离工艺,并进行了热实验验证以及台架实验。杯芳烃冠醚从高放废液中萃取分离铯的工作不但具备了工程应用的技术条件,也走在了世界前列。     

水铝英石对Cs的吸附及固化性能研究

¹³⁷Cs在乏燃料中具有高产额、强放射性、高释热等特点,为将¹³⁷Cs进行稳定固化保证其长期处置安全,本文研究了水铝英石对Cs的吸附性能、固封性能和固封机制。通过调控溶液的初始浓度和pH值,研究了水铝英石对Cs的吸附性能。结果显示,在pH=5条件下,Cs的吸附率为90%,饱和吸附容量达11.1 mg/g。Cs在水铝英石上的吸附为单层吸附与多层吸附的共同作用。通过冷压-烧结工艺制备了铯榴石陶瓷固化体,研究了烧结温度和固化配方对烧结产物性能的影响。实验表明,烧结温度为1 200℃时,可生成铯榴石晶相,减容率超过55%,Cs固定率接近100%,说明水铝英石能稳定固封Cs。固化体的晶相结构与Cs的含量有关,当Cs质量含量为1%时,K原子在高温下能与Cs发生类质同象,形成Cs_xK_1-xAlSi₂O₆混晶结构,达到10%时主要为铯榴石晶相。密度泛函(DFT)计算揭示,Cs以离子键和共价键形式与铯榴石晶体中的其他原子结合。     

网状玻璃态碳对液态钠中铯的静态吸附研究

以网状玻璃体碳(RVC)为吸附剂,用中子活化分析法研究了在静态条件下,吸附温度和吸附时间对铯在RVC和液态钠中分配的影响。研究结果表明,当吸附温度在200～400℃,吸附时间超过40h时,铯在RVC和液态中的分配比在10^2以上。研究结果为在快堆冷却剂旁路测量中安装吸附铯的装置提供了实验依据。     

铯-137和钾-40在牛体中的放射性分布

【本刊2003年12月报道】国际辐射防护委员会(ICRP)目前假定放射性铯和钾在生物体全身是均匀分布的。但奥地利格拉兹技术大学的ElkePichl等两位研究人员在美国《保健物理》2003年8月刊上发表的一篇文章却表明,ICRP的假设并不正确。文章的作者对铯-137和钾-40在牛的皮肤、犄角和蹄等部位的分布进行了测定。铯-137是由于切尔诺贝利事故后的放射性落下灰引起的,而自然存在的钾-40则是牛正常饮食的基本成份。作为研究对象的牛是在切尔诺贝利事故引发放射性落下灰后出生的,一生都在食用已被严重污染的饲料。研究采用能谱测量法来同时测量铯-13…     

含铯废水膜处理工艺中吸附剂的选择

在含铯废水无机离子交换吸附-微滤膜处理工艺的吸附剂研究中,以134Cs为示踪剂研究了蒙脱石、蛭石及亚铁氰化锌钾对Cs的吸附效果以及体系各种因素对吸附的影响。依据研究结果,结合絮凝沉淀和中空纤维膜微滤一体化处理工艺（CMF）运行参数,从中筛选出亚铁氰化锌钾作为含铯废水膜处理工艺中的吸附剂,初步确定吸附剂投加量为0.33g/L。     

切尔诺贝利核事故的后遗症仍未消除

【路透社伦敦2000年5月10日电】 科学家于2000年5月10日表示,1986年发生的切尔诺贝利核事故所遗留下来的高放射性还将持续50年以上,持续时间是预期的100倍。 他们表示,来自于事故尘降的放射性铯停留在环境中的时间比科学家们以前预想的要长得多。 英国西南部多尔切斯特生态学和水文学中心的Jim Smith博士在一份声明中说:“通过检测坎布里亚郡(位于英格兰北部)和挪威的鱼类体内的放射性水平,我们发现放射性铯的含量仍出乎意料的高。” Smith及其同事参与实施了一个国际研究项目。在他们的工作报告中提到,英国和前苏联对食品的限制规定可能…     

五万居里铯室的防护设计

我所于1981年完成了从英国放化中心进口的铯源辐照室的建造安装工作,该铯源是一个直径52mm、长480mm的单一线状源,封装在双层不锈钢套壳内,套壳间充满氦气。与钻源相比,铯源具有半衰期较长(30年)、屏蔽方便、可从反应堆核燃料的废物中提取等优点。铯-137辐照室建成至今,运行正常,这套装置结构简单、安全可靠、操作和检修方便,它的使用,为我国生产、使用强铯源提供了有关科学依据。     

硅胶负载焦磷钼酸锆吸附剂的制备及对铯的吸附

采用两步法合成硅胶负载焦磷钼酸锆吸附剂(ZrMoPP-SiO_2),通过XRF、SEM、TEM、XRD、BET、XPS等方法对吸附剂进行了表征。同时,考察了竞争性离子的存在、酸度的变化对ZrMoPP-SiO_2吸附铯的影响。结果表明:K~+、Na~+、Mg~(2+)、Fe~(3+)、Ca~(2+)五种竞争性离子的存在以及溶液酸度的变化基本不影响吸附剂的吸附性能,并且ZrMoPP-SiO_2对铯的吸附等温线符合Langmuir模型以及吸附动力学符合假二阶动力学方程。吸附铯后,材料ZrMoPP-SiO_2的XPS也显示有铯的存在,表明材料对铯有吸附作用。结果表明,ZrMoPP-SiO_2具有一定的工业应用前景。     

磷钼酸铵/聚丙烯酸复合凝胶吸附剂的 合成及对铯的分离

以丙烯酸为基底合成了磷钼酸铵/聚丙烯酸复合吸附剂(AMP-PA)。采用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）等方法对AMP-PA进行表征。研究了振荡时间、酸度、Cs⁺ 浓度对铯吸附的影响,及多种离子存在下吸附剂对铯离子的选择性吸附。静态实验结果表明：AMP-PA吸附铯大约5 h达到平衡;HNO₃浓度在0~3.0 mol/L范围内对铯的吸附量影响不大,吸附过程符合Langmuir方程,计算得到的最大吸附量达到4.7 mg/g;采用3.0 mol/L NH₄Cl+1.0 mol/L HNO₃解吸,解吸率大约为70%;多种离子存在下对铯离子具有选择性吸附。动态柱实验发现,AMP-PA对铯的吸附量为4.32 mg/g,解吸率约为50.4%。在高浓度杂质离子Na⁺、K⁺、Sr²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ca²⁺存在下,AMP-PA柱可以选择性分离铯,在铯的淋洗液中Co²⁺低于检测限,含量最高的Fe³⁺分离因子为3,浓度比起始浓度降低四个数量级。     

锶和铯在粉碎花岗岩柱中的迁移研究

研究了锶、铯在粉碎花岗岩上的吸附和迁移性能。设计了小型吸附柱,用氚水和~(125)I~-作示踪剂分别测定了自由柱体积FCV,完成了含有小量载体的~(85,89)Sr和~(134)Cs示踪剂淋洗曲线的测定,计算出柱法和批式法的吸附比R_d值,并进行比较。结果表明:所设计的吸附柱能满足碎岩柱实验要求。用氚水或用~(125)I~-测定的FCV本质上没有差別。锶、铯淋洗曲线仅出现单个的宽的淋洗曲线峰,未发现存在不可逆吸附现象。本实验使用的花岗岩对锶的吸附比在较高锶浓度(10~(-3)～10~(-5)mol/l)时随锶浓度而变化。当柱法和批式法两种实验体系中锶量对花岗岩重量比接近时,两种方法测出的R_d值也相近。     

磷钼酸铵/聚丙烯酸复合凝胶吸附剂的合成及对铯的分离

以丙烯酸为基底合成了磷钼酸铵/聚丙烯酸复合吸附剂(AMP-PA)。采用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）等方法对AMP-PA进行表征。研究了振荡时间、酸度、Cs⁺ 浓度对铯吸附的影响,及多种离子存在下吸附剂对铯离子的选择性吸附。静态实验结果表明：AMP-PA吸附铯大约5 h达到平衡;HNO₃浓度在0~3.0 mol/L范围内对铯的吸附量影响不大,吸附过程符合Langmuir方程,计算得到的最大吸附量达到4.7 mg/g;采用3.0 mol/L NH₄Cl+1.0 mol/L HNO₃解吸,解吸率大约为70%;多种离子存在下对铯离子具有选择性吸附。动态柱实验发现,AMP-PA对铯的吸附量为4.32 mg/g,解吸率约为50.4%。在高浓度杂质离子Na⁺、K⁺、Sr²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ca²⁺存在下,AMP-PA柱可以选择性分离铯,在铯的淋洗液中Co²⁺低于检测限,含量最高的Fe³⁺分离因子为3,浓度比起始浓度降低四个数量级。