 |
 |
 |
 |
||||||||||||||||||||||
 |
 |
 |
 |
 |
|||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
 |
 |
|
 | |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
|
|
||||||||||||||||||
| |
 | |
| |
 | |
| |
 | |
| |
 | |
 | |
 | |
| |
 | |
| |
 |
ПОСЛЕДНИЕ СОБЫТИЯ
23.01.2012
Радиевому институту им. В.Г. Хлопина исполнилось 90 лет
Подробнее…
28.12.2010
К 80-летию профессора Д.Н. Суглобова
Подробнее…
 структура научной части института отделение радиохимических исследований сектор процессов выделения радионуклидов из облученных материалов основные направления исследований |
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕКТОРА ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ
| ||||||
|
3. Изучение и применение флюидной экстракции для различных целей
В процессах сверхкритической экстракции в качестве разбавителя используют вещества, находящиеся при температуре и давлении выше критических значений.
Наиболее часто для сверхкритической флюидной экстракции используют диоксид углерода. Он не токсичен, доступен, дешев и обладает невысокими критическими параметрами (температура более 37 °С и давление более 72 атм.)
Интерес к сверхкритической флюидной экстракции металлов обусловлен резким снижением (в 20 - 200 раз) объемов вторичных жидких радиоактивных отходов.
В среде сверхкритического или жидкого диоксида углерода можно осуществить дезактивацию защитной одежды и обуви, средств индивидуальной защиты, мелкого инструмента и др. Показано, что использование раствора гексафторацетилацетона и пиридина в СК-СО2 позволяет удалить актиноидные элементы с поверхности тканей и металлов с коэффициентом 100-1000. По сравнению с традиционными методами при той же эффективности дезактивации объем вторичных жидких радиоактивных отходов при использовании СО2 меньше в 20-200 раз.
Смесь β-дикетонов и ТБФ в сверхкритическом СО2 или жидком СО2 можно использовать для растворения оксидов урана. Показана высокая растворимость смешанных комплексов урана, плутония и нептуния (более 50 г/л по металлу) с гексафторацетилацетоном и ТБФ.
Показана принципиальная возможность применения экстракции диоксидом углерода для переработки ОЯТ. Основным достоинством данного сухого низкотемпературного процесса является значительное снижение объема жидких радиоактивных отходов.
На примере разделения стронция и иттрия сверхкритическим СО2, содержащим различные комплексообразователи показана возможность создания генераторов изотопов с использованием сверхкритического диоксида углерода.
Содержание стронция-90 в выделенной фракции иттрия-90 оказалось ниже предела обнаружения имеющихся в нашем распоряжении методов, поэтому коэффициент очистки иттрия от стронция может быть лишь оценен как >104 .
Разработан и проверен комбинированный метод консервации бумаги и подавления роста плесневых грибов. Метод включает в себя обработку бумаги в сверх- или субкритическом СО2, содержащем раствор метилата магния и тимола. Показано, что такая обработка не изменяет механические свойства бумаги, увеличивает ее pH и подавляет рост плесневых грибов.
Данный метод позволяет сравнительно недорого изготовить передвижную установку для обработки документов и книг музейных и библиотечных фондов.
Более подробную информацию о сверхкритической флюидной экстракции можно получить здесь: http://extract.ru/index.php4?id=100.
|
|
Комплекс лабораторного оборудования для сверхкритической флюидной экстракции
в Радиевом институте им. В.Г. Хлопина |
|
4. Работы в области биотехнологии
Работы в области биотехнологии были начаты в 1992 году совместно с кафедрой молекулярной биотехнологии С.-Петербургского технологического института. Первые работы были направлены на изучение и разработку методов биодеструкции твердых целлюлозосодержащих радиоактивных отходов с помощью мицелиальных микрогрибов в качестве биодеструкторов. Была показана возможность сокращения массы радиоактивных целлюлозосодержащих отходов в 4-5 раз и перевода их в устойчивые и безопасные для длительного хранения неутилизируемые остатки.
Исследования по биосорбционной очистке радиоактивно загрязненных водных растворов показали, что достаточно высокую очистку от 137Сs, 90Sr и других радионуклидов можно получить при использовании биосорбентов на основе деструктурированных древесных фрагментов, содержащих биомассу выращенных на них мицелиальных микрогрибов. Показана также возможность очистки водных растворов и от органических веществ посредством деструкции последних при их сорбционном выделении на биосорбентах.
Ведется разработка методов биодеструкции полимерных пленок на основе лакокрасочных материалов с целью создания биотехнологии дезактивации загрязненных радионуклидами поверхностей, окрашенных лаками или красками. В качестве деструкторов лакокрасочных покрытий используют специально подобранные сообщества штаммов микробов. Работа проводится на основе соглашения с ДОЭ США от 2002 года. В работе участвуют также специалисты Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН (Россия, г. Санкт-Петербург) и Центрального научно-исследовательского института материалов (Россия, г. Санкт-Петербург).
5. Разработка процессов переработки активированных конструкционных материалов термоядерного реактора с целью их последующей рефабрикации
В качестве конструкционного материала ТЯР ДЕМО (его первой ступени, бланкета и дивертора) предполагается использовать ванадий-хром-титановый (ВХТ) сплав, основу которого (до 90 %) составляет дорогостоящий ванадий. Масса ванадия в одном реакторе составит 40 тонн.
Рефабрикация сплава после окончания эксплуатации реактора потребует его радиохимической переработки. Очистка сплава от радиоактивных продуктов активации позволит вернуть в производство материалы сплава. Основными изотопами, от которых требуется очистка, являются: 60Co, 152Eu, 110Ag, 93Mo, 55Fe. Максимальная очистка (105) требуется от кобальта. При такой очистке достигается мощность экспозиционной дозы менее 10 мкЗв/ч, что позволяет производить рефабрикацию сплава без защиты от ионизирующего излучения. В качестве метода переработки сплава выбрана экстракция.
После растворения сплава в азотной кислоте раствор поступает на экстракцию. Экстракция производится смесью ди-2-этил-гексилфосфорной кислоты в углеводородном разбавителе (30% Ди-2-ЭГФК + 70 % у.р.) (см. схему).
|
6. Разработка моделей процессов и систем в радиохимии
с использованием методов хемометрики
Предложено моделировать периодичность изменения свойств элементов суммой тригонометрических функций с разной частотой (многочленом Фурье), что используется для вскрытия периодичности при анализе временных рядов. Классификация свойств с помощью факторного анализа установила различие в структуре свойств элементов, простых веществ и бинарных соединений. Трактовка периодичности как суммы простых тригонометрических функций позволяет использовать цифровую фильтрацию для исследования химической периодичности. Показано, что периодическая функция с самой низкой частотой может характеризовать длину периодической системы и определять, таким образом, ее верхнюю границу. По оценке имеющихся экспериментальных данных эта граница находится в вблизи 120 элемента.
Общепринятой классификацией f-элементов является деление их на тетрады. Нами показано, что классификация f-элементов с учетом всех их свойств гораздо сложнее. Получена регрессионная модель связи свойств элементов, электронной конфигурации и окислительно-восстановительного потенциала. Такой подход позволяет создать модели прогноза и оптимизации процессов выделения и разделения радионуклидов.
| Copyright © 2005-2012 Радиевый институт Последнее обновление: 25.04.2012 |
|