Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Шабловский Я. О. Гетерофазные явления при фракционировании трития в водных системах // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024. Т. 24, вып. 1. С. 35-43. DOI: 10.18500/1816-9775-2024-24-1-35-43, EDN: FQNTJT

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 90)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
544.582.6
EDN: 
FQNTJT

Гетерофазные явления при фракционировании трития в водных системах

Авторы: 
Шабловский Ярослав Олегович, Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого
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. 

Список источников: 
  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.
Поступила в редакцию: 
25.08.2023
Принята к публикации: 
25.12.2023
Опубликована: 
29.03.2024
Краткое содержание:
(загрузок: 47)