DE1059360B - Verfahren zur Verminderung der Radioaktivitaet von Wasser oder anderen Fluessigkeiten durch Behandlung mit Kationen-austauschern - Google Patents

Verfahren zur Verminderung der Radioaktivitaet von Wasser oder anderen Fluessigkeiten durch Behandlung mit Kationen-austauschern

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DE1059360B
DE1059360B DEA22089A DEA0022089A DE1059360B DE 1059360 B DE1059360 B DE 1059360B DE A22089 A DEA22089 A DE A22089A DE A0022089 A DEA0022089 A DE A0022089A DE 1059360 B DE1059360 B DE 1059360B
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/12Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange

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Description

  • Verfahren zur Verminderung der Radioaktivität von Wasser oder anderen Flüssigkeiten durch Behandlung mit Kationenaustauschern Verschiedene physikalische und kernchemische Prozesse bedingen die radioaktive Verseuchung von Wasser und anderen Flüssigkeiten. Dies kann zu einer radioaktiven Verseuchung von ganzen Flußläufen und regionalen Grundwasserspiegeln führen. Der- Gebrauch eines solchen Wassers ist gefährlich.
  • Es ist bekannt, Wässer oder andere Flüssigkeiten zur Verminderung ihrer Radioaktivität mit Kationenaustauschern zu behandeln, so daß die radioaktiven Ionen gebunden werden. Die bekannten Ionenaustauscher sind wasserunlösliche - Substanzen,~ welche bewegliche Ionen enthalten, die durch andere Ionen ersetzt werden können, wenn die Substanzen in Kontakt mit diesen auszutauschenden Ionen enthaltenden Flüssigkeiten gebracht werden.
  • Ublicherweise werden Alkali- oder Calciumionen enthaltende Ionenaustauscher verwendet, und zwar natürliche Aluminiumsilikate, z. B. die Zeolithe Natrolith, Heulandit, ebenso wie auch synthetische Natriumaluminiumsilikate, ferner sulfonierte Substanzen, insbesondere sulfonierte Kohlen oder gewisse sulfonierte organische Kunstharze aus der Gruppe der Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, der Polystyrole usw.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Herabsetzung der Radioaktivität bei stark verseuchten Flüssigkeiten durch die Behandlung mit den üblichen Ionenaustauschern ungenügend ist. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß die meisten Austauschreaktionen in einem Reaktionsgleichgewicht enden, welches eine zwar schwache, aber doch noch gefährliche Radioaktivität zurückläßt.
  • Erfindungsgemäß wird nun die Radioaktivität von Flüssigkeiten weit wirkungsvoller dadurch vermindert, daß als Kationenaustauscher solche benutzt werden, welche mit Ionen von Schwermetallen mit Atomgewichten über 100, gegebenenfalls außerdem wie üblich mit Alkali- oder Calciumionen beladen sind.
  • Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens kann folgendermaßen erklärt werden: Die radioaktiven Ionen sind zum überwiegenden Teil Ionen von Schwermetallen, die in der Flüssigkeit in Form von löslichen Salzen der üblichen Anionen, z. B. C 03-- oder Cl-, vorhanden sind. Werden diese Anionen mit den Schwermetallionen des Austauschers in Berührung gebracht, so bilden sie unlösliche Salze, die im Inneren des Austauschers ausgefällt werden.
  • Dieser Vorgang kann durch folgende Real:tionsgleichung dargestellt werden.
  • Ex2M + X2Me* 2 X2M T Ex2Me*, (1) wobei Ex der Rest des Austauschers, M das im Austauscher enthaltene Schwermetallion, X ein Anion (z. B. CH) und Me* ein radioaktives Schwermetallion ist.
  • Die Ionenaustauscherreaktionen sind, wie gesagt, Gleichgewichts reaktionen. Wenn also eines der Reaktionsprodukte (X2M) ausfällt, dann wird die oben angeführte Gleichgewichtsbeziehung zur rechten Seite verschoben, so daß das Festhalten der radioaktiven Ionen Me* gewährleistet ist.
  • Bei der angeführten Reaktionsgleichung ist vorausgesetzt, daß die üblichen Austaucherionen vollständig durch Schwermetallionen ersetzt sind. Man erhält jedoch die gleichen vorteilhaften Ergebnisse,-wenn nur ein Teil der üblichen Ionen durch SchwermetaLlionen ersetzt ist. Bestehen beispielsweise die Austauscherionen teilweise aus Ex2M und teilweise z. B. aus Ex Na, so ist außer der Reaktionsgleichung (I) gleichzeitig folgende Reaktionsgleichung (II) giiltig: 2 Ex Na + X2 Me* :t 2 X Na + Ex2 Me*. (II) Hängt dieses zweite Reaktionsgleichgewicht von der Gesamtkonzentration des dna in der Flüssigkeit und damit von der Gesamtkonzentration des X ab und dissoziiert XNa in X und Na+, so wird durch die Ausfällung des XSM das Gleichgewicht dieser Reaktionsgleichung (II) nach rechts verschoben und hat ein verbessertes Festhalten des Me* zur Folge.
  • Wenn also sowohl die üblichen Austauschionen als auch Schwermetallionen in dem Ionenaustauscher vorhanden sind, so hält er nach der Reaktionsgleichung (I) diejenigen radioaktiven Schwermetallionen fest, welche der Reaktionsgleichung (11) entsprechend noch nicht festgehalten sind. Hierbei ist es gleichgültig, ob die beiden lonenarten in dem gleichen Austauscher bzw. der gleichen Austauschersubstanz enthalten sind oder ob sie an je eine Austauschersubstanz gebunden und in Serie geschaltet sind.
  • Die Verwendung der zumindesten teilweise gemäß der Erfindung aus Schwermetallionen bestehenden Austauscherionen führt zu einem anderen vorteilhaften und sehr wichtigen Ergebnis: In dem Maße, in dem die radioaktiven Ionen auf dem Austauscher festgehalten werden, entsteht auf diesem eine Radioaktivität. Diese stellt für das Personal, das die Entseuchungsvorrichtung bedient, eine große Gefahr dar, die unbedingt beseitigt werden muß. Die üblichen Ionenaustauscher müssen daher bereits lange vor der volleri Ausnutzung ihrer Austauschkapazität entfernt werden.
  • Gemäß der Erfindung werden jedoch als Kationenaustauscher solche benutzt, die mit Ionen von Schwermetallen mit Atomgewichten über 100 beladen sind, und zwar vorzugsweise mit Barium, Silber, Blei, Cadmium, Wismut oder Quecksilber. Diese nicht radioaktiven Schwermetalle absorbieren die Strahlungen bzw. die ausgesandten korpuskularen Partikeln der radioaktiven Ionen; d. h. bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die radioaktive Wirkung und insbesondere die auf dem Austauscher entstehende Radioaktivität durch die Austauschersubstanz selber mindestens zum Teil abgeschirmt wird, so daß die Austauschersubstanzen ohne Gefahr lange Zeit - und zwar bis zum Erschöpfen ihrer Austauschkapazität - benutzt werden können.
  • Dies ist bei der Abfiltrierung der Flüssigkeit und eventuell beim Einfüllen und Transport des gebrauchten Austauschers wichtig. Die Reinigung der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Austauscher kann nach Gebrauch leicht durchgeführt werden.
  • Um unerwünschte Nebenwirkungen von in die behandelte Flüssigkeit übergegangenen Austauscherionen zu verhindern, können diese auch mittels geeigneter Ionen in der behandelten Flüssigkeit unlöslich niedergeschlagen werden.
  • Wenn die erfindungsgemäßen Schwermetallionen zusammen mit den iiblichen Alkali- oder Calciumionen zur Verwendung kommen, werden vorzugsweise beide Ionenarten an dieselbe Austauschersubstanz gebunden.
  • Selbstverständlich können jedoch die Schwermetallionen und. die Alkali- oder Calciumionen an verschiedenke Austauschersubstanzen gebunden sein, wobei die beiden Austauschersubstanzen nacheinander angewendet werden, d. h. beispielsweise die Flüssigkeit zunächst mit einem mit Schwermetallionen und dann mit einem mit. Alkali- oder Calciumionen beladenen Austauscher behandelt wird.
  • Die Behandlung der Flüssigkeit mit dem Austauscher kann wie üblich auf drei verschiedene Weisen erfolgen: a) Die Flüssigkeit wird durch eine Schicht von granuliertern Austauschermaterial geleitet. b) Der pulverförmige Austauscher wird mit der zu entseuchenden Flüssigkeit verrührt, wonach das gereinigte Wasser abfiltriert wird. c) Die Flüssigkeit wird durch eine Membran geleitet, welche den Ionenaustauscher enthält bzw. aus ihm besteht. Der Austauscher liegt hierbei zweckmäßig als leicht zu entfernende Oberflächenschicht vor. welche auch leicht wieder aufgetragen werden kann.
  • Bei der Auswahl der Austauscherionen ist auch der unterschiedliche Mineralstoffgehalt der zu behandelnden Wässer zu berücksichtigen.
  • Beispiel 1 Ein natürliches Wasser von Härtegrad 12 und einem Mineralgehalt von 350 mg/l hat unter der Wirkung einer radioaktiven Uranverbindung eine Radioaktivität von 2,5 F C/1 angenommen.
  • In ein Glasgefäß mit 3 cm Durchmesser und 30 cm Höhe werden 200 cmS eines synthetischen Zeolithes eingefüllt, welcher vorher folgender Behandlung unterzogen worden ist: Der Zeolith wird in einem überschuß 50/oiger Calciumchloridlösung behandelt und danach mit destilliertem Wasser ausgewaschen, bis keine Calciumionen mehr nachweisbar sind. Danach wird die radioaktive Flüssigkeit, und zwar jeweils 21, eingefüllt. Nachdem die ersten 5 1 mit derselben Austauschersubstanz behandelt worden sind, wird die Radioaktivität des mittels des Austauschers entseuchten Wassers gemessen.
  • Sie beträgt nunmehr -0,9 FC/1. Durch Behandlung mit den üblichen Ionenaustauschern ist also die Radioaktivität auf knapp ein Drittel ihres Betrages reduziert worden.
  • Zum Vergleich dieses bekannten Verfahrens mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird nunmehr das gleiche Wasser (d. h. mit einer Radioaktivität von 2,5 C/l) unter den gleichen Bedingungen mit dem gleichen Zeolith zusammengebracht, der aber folgender Behandlung unterzogen worden war: Zunächst wirdl der Zeolith mit einer 5 0/obigen Na Cl-Lösung regeneriert, dann abfiltriert. Danach erfolgt eine Behandlung des Zeolithes in einer Lösung von 7 g kristallisiertem Bariumchlorid in 200 cm3 Wasser mit anschließender Spülung mit destilliertem Wasser, bis keine Bariumionen mehr nachgewiesen werden können. Die Austauschersubstanz enthält somit gleichzeitig Natrium- und Bariumionen.
  • Nach dieser Behandlung des Zeolithes wird das verseuchteWasser mit ihm mit folgendem Ergebnis behandelt. Die ersten 5 1 des gereinigten Wassers, welches vor der Behandlung mit dem Austauscher eine Radioaktivität von 2,5 C/l aufwiesen, haben nach der Behandlung mit dem mit Barium- und Natriumionen beladenen Austauscher nur noch eine Radioaktivität von 0,03 Cit/1. Bariumionen können in dem entseuchten Wasser nicht mehr nachgewiesen werden.
  • Beispiel 2 11 eines gemäß den vorhergehenden Beispielen verseuchten radioaktiven Wassers wird mit 50 g pulverisiertem, sulfoniertem Polystyrolkunstharz verrührt.
  • Das genannte Polystyrolkunstharz war vorher in einer waßrigen Lösung von 10 g Na Cl und 30 g Ba Cl2 in 11 Wasser behandelt und so lange gespült worden, bis keine Bariumionen mehr nachweisbar waren.
  • Danach wird das Ganze 1/4Stunde gerührt. Die Radioaktivität des Gemisches Flüssigkeit Austauschersubstanz beträgt etwa 0,06 Cit/1.
  • Nach der Abfiltrierung des Niederschlages weist derselbe praktisch keine nachweisbare Strahlung mehr auf.
  • Beispiel 3 11 Meerwasser, welches 27 g/l Na Cl enthält, wird mittels einer radioaktiven Uranverbindung so lange verseucht, bis es eine Radioaktivität von 3 C/l aufweist.
  • 250cmS sulfoniertes Polystyrolpulver wird zunächst in einem Überschuß einer 5 0/oigen Silbernitratlösung behandelt, dann so lange ausgewaschen, bis keine Silberionen mehr nachweisbar sind.
  • Danach verrührt man das verseuchte Wasser 10 Minuten lang mit dem erhaltenen Austauscher und schüttet es dann auf ein Filter, vorzugsweise ein Büchnerfilter. Die filtrierteFlüssigkeit enthält nur noch 0,5 g/l Na Cl, während die Radioaktivität weniger als 0,08 C/l beträgt. Silberionen können nicht nachgeweisen werden.
  • PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Verminderung der Radioaktivität von Wasser oder anderen Flüssigkeiten durch Behandlung mit Kationenaustauschern, dadurch gekennzeichnet, daß als Kationenaustauscher solche benutzt werden, welche mit Ionen von Schwermetallen mit Atomgewichten über 100, gegebenenfalls außerdem wie üblich mit Alkali- oder Calciumionen beladen sind.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwermetallionen diejenigen von Barium, Silber, Blei, Cadmium, Wismut oder Quecksilber verwendet werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetallionen und die Alkali- oder Calciumionen an dieselbe Austauschersubstanz gebunden sind.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Industrial and Engineering Chemistry, 43 (1951), S. 1526 bis 1531.
DEA22089A 1955-02-14 1955-02-14 Verfahren zur Verminderung der Radioaktivitaet von Wasser oder anderen Fluessigkeiten durch Behandlung mit Kationen-austauschern Pending DE1059360B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2184785A1 (de) * 1972-05-16 1973-12-28 Ceskoslovenska Komise Atom
DE3744699A1 (de) * 1987-02-10 1988-12-08 Allgaeuer Alpenmilch Verfahren zum entfernen von radioaktiven metallisotopen aus fluessigen lebens- oder futtermitteln

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2184785A1 (de) * 1972-05-16 1973-12-28 Ceskoslovenska Komise Atom
DE3744699A1 (de) * 1987-02-10 1988-12-08 Allgaeuer Alpenmilch Verfahren zum entfernen von radioaktiven metallisotopen aus fluessigen lebens- oder futtermitteln

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