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Verfahren zur Entfernung radioaktiver Ionen aus Wasser Es ist bereits
bekannt, zur Entfernung von Kationen aus flüssigen Medien sulfonierte Polymerisate
von Mono- bzw. Divinylaromaten zu verwenden.
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Zur Reinigung von radioaktiv verunreinigten Wässern im besonderen
sind andererseits schon Verfahren bekannt, nach denen Ton- oder Schiefersuspensionen
in die betreffenden Wässer eingerührt und anschließend eine Fällung mit Polyelektrolyten
vorgenommen wurde.
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Man hat zu dem gleichen Zweck ferner gepulverte Mischungen synthetischer
organischer Kationen- und auch Anionenaustauscher in die Wässer eingetragen sowie
eine Filtration radioaktiv verunreinigter Wässer über Tone, Ionenaustauscher oder
Metallspäne in Anwendung gebracht.
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Es ist andererseits bereits vorbeschrieben, Plutoniumverbindungen
aus wäßrigen Medien zu entfernen, indem Kationenaustauscher verwendet werden, welche
mit zweiwertigen Ionen (insbesondere Eisenionen) beladen wurden, um beim Überleiten
der plutoniumhaltigen Lösung eine Reduktion des Plutoniums und gleichzeitige Adsorption
zu ermöglichen.
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Weiterhin ist auch die Beladung von Ionenaustauschern mit Schwermetallionen,
welche ein Atomgewicht von über 100 haben, zwecks Bildung schwerlöslicher Niederschläge
mit radioaktiven Verunreinigungen bekannt.
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Die Nachteile dieser bekannten Verfahren bestehen darin, daß sie
manche Ionen nur zu einem kleinen Teil entfernen (z. B. bei Ton- und Schiefersuspensionen),
daß Gleichgewichte der zu adsorbierenden Ionen mit der umgebenden Lösung gebildet
werden und die zur Bindung verwendeten Substanzen bei längerer Lagerung einen Teil
ihrer Adsorptionskapazität verlieren (z. B. organische Anionenaustauscher) oder
daß sie einer vergleichsweise komplizierten und umfangreichen Apparatur bedürfen.
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Es wurde nunmehr ein Verfahren gefunden, nach dem Wasser in sehr
einfacher Weise auch von geringsten Spuren radioaktiver Verunreinigungen befreit
bzw. auf Trinkwasserqualität gereinigt werden kann.
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Bei diesem Verfahren wird das zu reinigende Wasser mit Gemischen von
Kationenaustauschern behandelt wobei ein Kationenaustauscher mit austauschbaren
Kationen beladen ist, welche mit den im Wasser befindlichen radioaktiven Ionen schwerlösliche
Niederschläge zu bilden vermögen, während ein zweiter Kationenaustauscher einen
mit Natrium oder Wasserstoff beladenen organischen, Sulfonsäuregruppen tragenden
Kationenaustauscher darstellt.
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Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch charakterisiert, daß entweder
der letztgenannte, d. h. mit Natrium oder Wasserstoff beladene organische, Sulfonsäuregruppen
tragende Kationenaustauscher auch gleichzeitig Carboxylgruppen enthält, oder daß
ein dritter, Carboxylgruppen tragender, mit Natrium oder Wasser beladener organischer
Kationenaustauscher mitverwendet wird.
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Das folgende Vergleichsbeispiel a/b zeigt den Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens gegenüber dem bekannten Verfahren. a) Wasser einer Härte von 18- dW und
etwa 725 mg/l Salzgehalt wurde mit 2,3 ErC/ml an J-31 in Form von NaJ versetzt.
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11 dieses Wassers wurde mit 50 g eines Austauschers auf Polystyrolsulfonsäurebasis
eine Viertelstunde lang geschüttelt. Der Austauscher war zuvor mit einer Mischung
von 10 g NaCl und 30 g Ball2, gelöst in 11 Wasser, behandelt und danach bis zur
Ba-Freiheit ausgewaschen worden.
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Nach Abfiltrieren des Austauscherpulvers enthielt das mit radioaktivem
Jod versetzte Wasser noch 91 0/c der ursprünglichen Radioaktivität. b) Wasser wie
im Beispiel a) wurde mit Cs-137 in Form von Cs Cl versetzt bis zu einer Radioaktivität
von 0,5 IlC/ml.
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Danach wurde 1 1 Wasser mit 50 g des im Beispiel a) beschriebenen
Austauschers 9/4 Stunde lang geschüttelt und im Filtrat die Restaktivität gemessen.
Sie betrug 21 der derAusgangsaktivität.
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Beispiel 1 1 1 Trinkwasser wird mit etwa 0,2 yC Jod 131 in Form von
Natriumjodid versetzt.
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Nach Zugabe von 2,5 g eines anorganischen Silberaustauschers (Silberzeolith)
mit 35 01G Ag. 0-
Gehalt wird 10 Minuten gerührt, dann 8 g eines
organischen Kationenaustauschers, der Carbonsäure-und Sulfonsäuregruppen im Verhältnis4
:1 enthält, und 1 g Aktivkohle zugegeben, 15 Minuten gerührt und filtriert. Restgehalt
an Radioaktivität 0,21 ovo.
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Beispiel 2 11 Wasser mit 180 dH und etwa 725 mg/l Salze wird mit
2,3 FC an J-131 in Form von Natriumjodid versetzt.
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Nach Zugabe von 4 g Silberzeolith (Kristallzeolith mit 47 ovo Ag2
0) und 0,4 g Natriumhydrogencarbonat wird 10 Minuten gerührt, danach 16 g eines
organischen Kationenaustauschers, der Carbonsäure- und Sulfonsäuregruppen im Verhältnis3:2
enthält, und 2 g Aktivkohle zugesetzt, 15 Minuten gerührt und filtriert. Restgehalt
an Radioaktivität 0,006 OIc.
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Beispiel 3 Wasser mit radioaktivem Jod wie im Beispiel 2.
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Zu 1 1 dieses Wassers werden 4g Silberzeolith (wie im Beispiel 2)
und 0,4 g Natriumhydrogencarbonat zugesetzt, 10 Minuten gerührt, danach 3,2 g eines
Kationenaustauschers mit Sulfonsäuregruppen, die mitNatriumionen beladen sind, 12,8
g eines Kationenaustauschers, der Carbonsäuregruppen enthält, und 2 g Aktivkohle
zugesetzt, 15 Minuten gerührt und abzentrifugiert. Restgehalt des Filtrats an Radioaktivität
0,010/0.
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Beispiel 4 1 1 Trinkwasser wird mit etwa 0,8 FC an radioaktivem Strontium
als SrClg versetzt.
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Nach Zugabe von 2 g Silberzeolith (wie im Beispiel 2 angegeben),
0,2 g NaCl, 0,2 g NaHCOs und 1 g Aktivkohle wird 10 Minuten gerührt unld filtriert.
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Dann werden 8 g organischer Kationenaustauscher, der Sulfonsäure und
Carbonsäuregruppen im Verhältnis 2: 3 enthält, zugesetzt, 15 Minuten gerührt und
filtriert. Restgehalt an Radioaktivität 0,10/0.
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Beispiel 5 1 1 Trinkwasser wird mit 2 AC radioaktivem Caesium in
Form von Cs Cl versetzt.
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Nach Zugabe von 2g Silberzeolith, 0,2g Nach, 0,2 g NaHCO3 und 1 g
Aktivkohle wird 10 Minuten gerührt und filtriert. Dann werden 8 g organischer Kationenaustauscher,
der Sulfonsäure- und Carbonsäuregruppen im Verhältnis 2 :3 enthält, zugesetzt, 15
Minuten gerührt und filtriert. Restliche Radioaktivität 0,19 °/o.
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Beispiel 6 Wasser wie im Beispiel 5. a) Nach Zugabe von 2 g Silberzeolith
wird 10 Minuten gerührt und filtriert. Restliche Radioaktivität etwa 50/o. b) Zu
diesem Filtrat werden 8 g organischer Kationenaustauscher, der Sulfonsäure- und
Carbonsäuregruppen im Verhältnis 2 : 3 enthält, sowie 1 g Aktivkohle zugefügt, 15
Minuten gerührt und filtriert. Restgehalt an Radioaktivität 0,1 O/o.
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Beispiel 7 Wasser mit 18 dH und etwa 725 mgll Salzgehalt wird mit
Cs-137 in Form von CsCl bis zu einer Radioaktivität von 0,51lC/ml versetzt.
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Zu 11 dieses Wassers werden 4 g Silberzeolith (wie im Beispiel 2)
zugesetzt, 10 Minuten gerührt und abfiltriert. Dann fügt man dem Filtrat 8 g eines
stark sauren und 8 g eines schwach sauren Kationenaustauschers (wie im Beispiel
3 beschrieben) sowie 2 g Aktivkohle zu und rührt 15 Minuten. Das Filtrat zeigt eine
Radioaktivität von 0,15°/o.