Характеристика продуктів озонування імітаторів радіоактивно-забруднених трапних вод АЕС

Анотація

Проведено дослідження фазового та хімічного складу продуктів озонування модельних розчинів – імітаторів трапних вод АЕС з реакторами ВВЕР. Визначення фазового складу отриманих зразків проводили методом рентгенофазового аналізу. Ідентифікацію мінерального складу проводили відповідно до картотеки ASTM Powder diffraction file 2003. PDF-2, Database, Sef.1-89. Дослідження морфології зразків і їх елементного складу проводили методом скануючої електронної мікроскопії (СЕМ) і електронно-дисперсійної спектроскопії (ЕДС) на растровому електронному мікроскопі Tescan Mira 3 LMU, обладнаному енергодисперсійним модулем для мікроаналізу.

В процесі озонування модельного розчину – імітатора трапної води, проходить руйнування органічних комплексів та утворення твердої фази, в складі якої фіксуються ⁶⁰Co,⁵⁴Mn і ⁵⁵Fe. За даними РФА, складові осаду характеризуються нанометровими розмірами частинок та значним вмістом аморфної складової. Головними ферумовмісними фазами визначено оксигідроксиди феруму – лепідокрокіт g-FeOOH і гетит a-FeOOH. Вміст фази із структурою феришпінелі, вірогідно, магеміту g-Fe₂O₃, незначний. В складі зразків припускається наявність низки кристалогідратів основних солей змішаного складу, але їх ідентифікація ускладнена слабким рівнем кристалічності зразків та перекриттям відбиття від характеристичних міжплощинних відстаней (дифракційних піків) кількох мінеральних фаз. Входження до складу осаду феришпінелі, зокрема магеміту, надає йому феромагнітних властивостей, що може стати важливим чинником для його подальшої утилізації.

Дослідження умов окиснення озоном модельних розчинів трапних вод АЕС за рН 11,5, які містять органічні компоненти (щавлеву кислоту та ЕДТА), довело, що під час лужного озонування проходять процеси сумісного осадження та адсорбції металів на поверхню ферумовмісних сполук, що супроводжується окисненням органічних компонентів та зменшенням концентрації іонів марганцю на 94,3 %, кобальту – на 6 %; зниженням активності ¹³⁷Cs на 26 %, ⁹⁰Sr – на 15,7 %.