【摘 要】
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铀是重要的天然放射性元素之一,在水溶液中通常以铀酰离子(UO22+)形式存在.铀污染主要来自核工业的生产排放、煤的燃烧和磷肥使用等.铀是致癌物质之一,会引起肾炎、骨癌等疾病.世界卫生组织和一些国家监管机构建议饮用水中不超过0.015mg L-1[1,2].因此,如何有效从核工业产生的废水中去除和回收放射性铀,不仅关系到我国的核能是否能够可持续发展,还关系到铀矿附近居民的健康.
【机 构】
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东华理工大学核科学与工程学院 江西南昌330013
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铀是重要的天然放射性元素之一,在水溶液中通常以铀酰离子(UO22+)形式存在.铀污染主要来自核工业的生产排放、煤的燃烧和磷肥使用等.铀是致癌物质之一,会引起肾炎、骨癌等疾病.世界卫生组织和一些国家监管机构建议饮用水中不超过0.015mg L-1[1,2].因此,如何有效从核工业产生的废水中去除和回收放射性铀,不仅关系到我国的核能是否能够可持续发展,还关系到铀矿附近居民的健康.
其他文献
随着我国人民生活水平的不断提高,我们对于能源的需求量也将不断上升,随之带来的不仅是能源危机的迫近,还有化石燃料燃烧带来的环境污染的加重.因此,增加核能这一清洁能源在我国能源结构中的比例正在日益成为人们的共识和实际选择.相比于传统的生产堆而言,能源利用率更高更安全的动力堆以及快中子反应堆近年来得到了不断的发展.而由此带来的问题是:产生了更高燃耗、更多超铀元素和更强放射性的乏燃料,给后处理带来了一系列
花岗岩岩体具有低渗透性,在放射性废物地质处置中通常被选作为处置场地,是阻滞放射性核素运移的优良天然屏障.然而,在漫长的地质过程中,花岗岩体受内、外动力地质作用影响,其结构将发生变化,产生几何形态、发育程度以及空间结构不同的裂隙,如断层、节理、风化裂隙、劈理、卸荷裂隙等.这些裂隙可作为地下流体的主要通道,影响和控制地下流体的流动与运移、放射性核素的扩散与迁移等.
核燃料经"燃烧"后产生的乏燃料含有长寿命和毒性大的次锕系核素,如Np、Am和Cm.分离与嬗变(Partitioning & Transmutation,P-T)是处理次锕系元素的有前景的方案之一,其方法是将次锕系等超铀元素从高放废液中分离,后在快中子增殖反应堆或核聚变反应堆中嬗变为短寿命或稳定核素.因此,如何分离次锕系元素是实现P-T的关键,是达成安全处理与处置高放废液目标亟待突破的一环.
核武器生产、核反应堆和核事故已产生大量含钚(Pu)放射性废物,由于钚的长半衰期(239Pu为2.41×104a)和毒性,对人类和生态威胁很大,如何对含Pu高放废物进行安全有效处置一直是国际上关注的重点[1].膨润土具有较强的膨胀性、可塑性、离子交换性、核素吸附和自愈合性能,被公认为是放射性废物地质处置中理想的缓冲/回填材料[2].新疆膨润土矿床资源丰富,尤其柯尔碱膨润土矿区大部分为钠基膨润土,其矿
钚(Pu)同位素如238Pu、239Pu、240Pu半衰期较长,都属于极毒组放射性核素[1].特别是239Pu是重要的武器装料和反应堆燃料,化学毒性和放射性毒性极高.一直以来,Pu污染土壤的修复备受国内外关注,Pu进入土壤后难以清除,与土壤组分特别是蒙脱石、伊利石、有机质等结合紧密[2,3].
目前放射性核素的应用范围不断拓展,其产生的废物也逐渐增多,危害性极大,若不加以安全处置,会对自然环境和人类社会产生巨大的破坏作用.因此,放射性废物的处置是国际社会的广泛关注的重要课题.目前,对于高放射性废物处置,国际上普遍认为采用深地质处置是最有效可行的方法[1].
239Pu是一种极毒的放射性核素,全球范围内核试验、核事故向环境中释放了相当量的钚,分布在环境中的钚通过地表水和地下水逐渐扩散迁移.
钚的同位素如钚-238、钚-239、钚-240都属于极毒组放射性核素,进入环境后将长期存在并对生态系统造成影响[1],因此,需要对钚污染土壤进行修复.化学淋洗方法是钚污染土壤常用的修复方法,该方法具有高效率、低成本等特点,但对化学淋洗废液中钚的处理回收存在一定难度.由于淋洗废液中含有较高浓度的钚,且废液基体复杂,采用传统的放射性废水处理方法如蒸发浓缩、化学沉淀、离子交换、电渗析、吸附分离及膜分离等
胶体对放射性核素迁移的促进作用得到了普遍的认可.膨润土是高放废物地质处置库的理想缓冲回填材料,与地下水接触后易形成一定粒径的胶体,并携带核素向外迁移.因此研究膨润土胶体系统的稳定性对高放废物处置库的安全评价具有重要意义.膨润土胶体的提取与表征技术是研究其对核素迁移影响的基础.
90Sr具有高毒性、长寿命等特点,是环境放射性监测的主要关注核素,也是核素迁移研究重要的示踪核素.一般来说,环境中含有多种人工和天然放射性核素,因此,90Sr的分析需要预先进行前处理除杂、纯化,然后再行液体闪烁或者低本底β计数,其面临的问题是,前处理过程复杂,实验周期长,测量成本高等.