PL223603B1 - Sposób unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych w ,,syntetycznej skale,, - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych zmodyfikowaną metodą zol-żel poprzez ich zamknięcie w trwałe struktury krystalograficzne ceramicznych materiałów synroc typu perovskite. Sposób polega na tym, że do wytworzonego uprzednio bezchlorkowego roztworu koloidalnego, korzystnie Ti(NO3)4 dodaje się związek kompleksujący, korzystnie kwas askorbinowy ASC, w stosunku do sumy moli metali od 0.1 do 0.3 i wprowadza węglan wapnia oraz pierwiastki wchodzące w skład wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych, w postaci węglanów lub azotanów, zwłaszcza strontu, kobaltu, cezu i neodymu, w stosunku molowym od 2% do 14% poszczególnych metali (Me) zastępując tym samym od 2% do 14% molowych, uprzednio wprowadzonego Ca2+, tak otrzymany zol, odparowuje się, suszy i poddaje obróbce temperaturowej oraz ewentualnie analizie XRD i IR, po czym prekursor synrocu pastylkuje się i wypraża w temperaturze 1200°C w czasie 2h.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych zmodyfikowaną metodą zol-żel poprzez ich zamknięcie w trwałe struktury krystalograficzne ceramicznych materiałów synroc, zwłaszcza typu perovskite, inaczej „syntetycznej skale” z wykorzystaniem kwasu askorbinowego.

W obecnych czasach, w dobie rozwijającej się energetyki jądrowej wiele kontrowersji budzi problem bezpieczeństwa zarówno elektrowni jądrowych jak i przechowywania odpadów radioaktywnych. Energia pozyskiwana z elektrowni atomowych powinna być uważana za bezpieczną, nie obciążającą środowiska naturalnego. Aby sprostać tym wymaganiom niezbędne jest poszukiwanie rozwiązań umożliwiających transmutacje niebezpiecznych odpadów radioaktywnych, do takiej formy, aby można je było bezpiecznie składować.

Odpady promieniotwórcze to materiały, zawierające w swym składzie substancje promieniotwórcze, których dalsze wykorzystanie jest niemożliwe bądź nieopłacalne.

Generalnie odpady przechowujemy w taki sposób, by zapewnić ochronę ludzi i środowiska, zarówno w warunkach normalnych, jak i zdarzeń radiacyjnych. Zasadniczym zadaniem stosowanych technologii przetwarzania i zestalania odpadów promieniotwórczych jest zmniejszenie ich objętości oraz obniżenie aktywności promieniotwórczej oraz dążenie do otrzymania produktu o właściwościach najbardziej korzystnych z punktu widzenia długotrwałego ich składowania. Główne metody zestalania odpadów radioaktywnych to: witryfikacja, asfaltowanie, betonowanie, zestalanie w żywicy epoksydowej jak i w żywicy mocznikowo-formaldehydowej oraz materiałach typu synroc.

A.E Ringwood na podstawie wcześniejszych obserwacji i badań skał jako pierwszy użył sformułowania materiały synroc, które miały posłużyć do rozwiązywania problemów z unieszkodliwianiem odpadów promieniotwórczych.* A.E. Ringwood “Safe Immobilization of High Level Nuclear Wastes”. Australian National University Press, Canberra, Australia, 1978,* A. E. Ringwood „Immobilization of Radioactive Wastes in SYNROC American Scientist, vol 70, 1982, pp.201-207.

Synroc jest rodzajem „syntetycznej skały” stworzonej w celu bezpiecznego przechowywania odpadów radioaktywnych. Jest to zaawansowana ceramika składająca się z geochemicznie stabilnych związków tytanu, które naturalnie występują w skorupie ziemskiej. Umożliwiają one wbudowanie w swoją strukturę prawie wszystkich radioaktywnych związków zawartych w odpadach nuklearnych w tym wysokoaktywnych (HLW- High Level Wastes) pochodzących z wypalonego paliwa w zależności od rodzaju oraz formy odpadów.

Synroc może przybierać różne formy. Na podstawie badań wyróżniono synroc - B,C,E,F w zależności od typu matrycy ceramicznej. I tak w synrocu - C wyróżniono trzy komponenty; hollanite, zirconolite i perovskite materiał ten został zaprojektowany celem unieszkodliwiania odpadów pochodzących z reprocessingu wypalonych elementów paliwowych stosowanych w reaktorach, a zawierających od 10% maksymalnie do 20% HLW.

W pozycji literaturowej *A.T. Bukat „Zastosowanie wielofazowych materiałów ceramicznych do unieszkodliwiania materiałów promieniotwórczych” Bioprojectgrup Via Giuilia 67 Roma Italia, podstawą całej rodziny ceramicznych materiałów wielofazowych typu Synroc jest tytanit otrzymywany poprzez topienie i krystalizację.

Często opisywaną w literaturze metodą unieszkodliwiania HLW odpadów w materiałach typu Synroc jest synteza w fazie stałej- „ solid-state reaction” - otrzymywania związków tytanu czyli matrycy do której dodawane są elementy odpadów radioaktywnych. Końcowym etapem tego procesu jest sprasowanie pod wysokim ciśnieniem oraz wielogodzinne (20h) wysokotemperaturowe przekształcanie w produkt końcowy. Jest więc to bardzo złożony, czasochłonny proces jak i ekonomicznie nieopłacalny.

Poszukując alternatywnych rozwiązań w celu wyeliminowania powyżej wymienionych trudności procesowych jak i obniżenia kosztów w wielu pracach naukowych pojawiło się szereg opracowań w oparciu o znane w literaturze syntezy polegające na metodach mokrych ciecz-ciecz, a w szczególności metodzie zol-żel. * A.E. Ringwood, V.M. Oversby, S.E. Kesson, W. Sinclair, N. Ware, W. Hibberson, A. Major “Immobilization of high-level nuclear reactor wastes in SYNROC: A current appraisal” Nuclear and Chemical Waste Management, Volume 2, Issue 4, 1981, Pages 287-305.

Natomiast w dostępnej literaturze nie znaleziono informacji o próbie wbudowania radiopierwiastków do materiałów typu synroc - perovskite, a zwłaszcza w jednej zmodyfikowanej syntezie opartej na zastosowaniu kwasu askorbinowego, to jest kompleksowej metody zol-żel - CSGP. Metoda

PL 223 603 B1 ta wykorzystywana była z dużym powodzeniem do otrzymywania różnego rodzaju związków natomiast nigdy do zsyntetyzowania tak skomplikowanej formy krystalograficznej jaką jest synroc typu perovskite z wbudowanym radiopierwiastkiem z myślą o unieszkodliwianiu odpadów HLW. W wymienionej poniżej literaturze znaleźć można zastosowanie CSGP do otrzymywania różnego rodzaju związków, lecz nigdy do otrzymywania materiałów o tak skomplikowanej strukturze, jaką reprezentuje synroc, z jednoczesnym unieszkodliwianiem w tej strukturze odpadów radioaktywnych. [1-4]

Znana jest także z patentu PL198039 (A.Deptuła, W.Łada, T.Olczak, A.G.Chmielewski, S.Casadio, C.Alvani, F.Croce, „Sposób otrzymywania dwutlenku tytanu oraz tytanianów litu i baru z czterochlorku tytanu”) metoda otrzymaniu zolu Ti(NO₃)₄ z zolu stanowiącego roztwór czterochlorku tytanu TICI₄, poprzez oddestylowanie pod próżnią, z dodawaniem stężonego kwasu azotowego, w stosunku objętościowym 1:1, gdzie następnie wytworzony, bezchlorkowy roztwór koloidalny Ti⁴+, odparowuje się do sucha i praży. Ten sposób można wykorzystać do otrzymania wyjściowego zolu Ti⁴⁺, a następnie do otrzymywania synrocu typu perowskite sposobem według wynalazku.

Nieoczekiwanie, sposób według wynalazku pozwala na unieszkodliwienie odpadów promieniotwórczych typu HLW w trakcie otrzymywania synrocu typu perovskite, w jednej zmodyfikowanej syntezie zol-żel.

Nieoczekiwanie, przeprowadzone badania własne udowodniły, że metoda CSGP może z powodzeniem być stosowana dla wszystkich pierwiastków wchodzących w skład HLW, jak i pozostałych znajdujących się w odpadach radioaktywnych. W metodzie według wynalazku, bezpośrednio do struktury krystalograficznej wprowadzić można radioaktywny pierwiastek już podczas tworzenia się zolu prowadząc do homogenicznego rozłożenia radiopierwiastków w strukturze finalnego produktu.

Nieoczekiwanie także, zaletą zastosowania metody według wynalazku, przy otrzymywaniu synrocu z wbudowanym radiopierwiastkiem jest nie tylko wyżej wymieniona homogeniczność, ale także redukcja temperatury synteryzacji oraz zwiększona odporność synrocu z wbudowanym radiopierwiastkiem na oddziaływanie czynników zewnętrznych, a przede wszystkim na ługowanie (wymywanie w trakcie składowania odpadów).

Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych w syntetycznej skale synroc typu perovskite przez wbudowanie metodą zol-żel w jego strukturę pierwiastków odpadów radioaktywnych, według wynalazku, polega na tym, że do wytworzonego uprzednio bezchlorkowego roztworu koloidalnego zolu Ti⁴⁺, korzystnie Ti(NO3)4 dodaje się związek kompleksujący, w postaci kwasu askorbinowego ASC, w stosunku do sumy moli metali od 0.1 do 0.3 oraz węglan wapnia korzystnie w postaci zawiesiny, a następnie wprowadza się wybrane pierwiastki promieniotwórcze zawarte w odpadach radioaktywnych, w postaci węglanów lub azotanów, zwłaszcza strontu, kobaltu, cezu i neodymu, w stosunku molowym od 2% do 14% poszczególnych metali (Me) zastępując tym samym od 2% do 14% molowych, wprowadzonego Ca²+, tak otrzymany zol, odparowuje się, suszy i poddaje się obróbce temperaturowej.

W sposobie według wynalazku, uzyskaną sztuczną skałę poddaje się analizie XRD i IR, a uzyskany prekursor synrocu pastylkuje się i wypraża w temperaturze 1200°C w czasie 2h.

W sposobie według wynalazku, korzystnie stosuje się bezchlorkowy koloidalny zol Ti(NO₃)₄ otrzymany z roztworu czterochlorku tytanu w stężonym kwasie solnym, przez kilkukrotne odpędzanie chlorków metodą destylacji próżniowej i dodawanie każdorazowo po odparowaniu do połowy pierwotnej objętości roztworu, stężony kwas azotowy w stosunku objętościowym 1:1.

W sposobie według wynalazku, korzystnie do bezchlorkowego roztworu koloidalnego Ti⁴+, dodaje się kwas askorbinowy ASC, w stosunku do sumy moli metali od 0.1 do 0.3.

W sposobie według wynalazku, korzystnie węglan wapnia, wprowadza się do zolu tytanowego, w postaci zawiesiny z nadmiarem od 1% do 5%, zwłaszcza 3% w stosunku do obliczonej ilości stechiometrycznej, aby mógł powstać CaTiO₃, a po zastąpieniu części wprowadzonego Ca²+ pierwiastkiem promieniotwórczym, otrzymany zol będący prekursorem synrocu perovskite, w postaci zawiesiny, odparowuje się w temperaturze 80° C, pod próżnią, w czasie 1h do uzyskania biało żółtego żelu, który następnie suszy się w suszarce w temperaturze 1100C przez 24h i poddaje obróbce temperaturowej w temperaturze 450°C i 700°C w jednakowym czasie przebywania w poszczególnych temperaturach po 2h, oraz prędkości grzania 2°/min.

Temperaturę oraz czas przekształcenia do synrocu typu perovskite wyznaczono podczas własnych badań termograwimetryczych.

PL 223 603 B1

W celu sprawdzenia czystości jak i struktury otrzymanego w ten sposób synrocu poddawano go analizie XRD i IR. Tak otrzymany proszek prekursora synrocu typu perovskite z wbudowanym wapniem pastylkowano i spiekano w temperaturze 1200°C w czasie 2h.

Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych w syntetycznej skale synroc typu perovskite, według wynalazku, korzystnie, prowadzi się w ten sposób, iż do bezchlorkowego zolu Ti(NO₃)₄ dodaje się kwas askorbinowy ASC, elementy promieniotwórcze zawarte w odpadach radioaktywnych w postaci węglanów lub azotanów, zwłaszcza strontu, kobaltu, cezu oraz neodymu w stosunku molowym od 2% do 14%, zwłaszcza 10% molowych poszczególnych metali (Me), zastępując tym samym od 2% do 14% molowych, korzystnie 10% molowych ilości wapnia uprzednio wprowadzonego do zolu, i tak otrzymany zol odparowuje się, suszy i poddaje obróbce temperaturowej oraz analizie XRD oraz IR, po czym prekursor synrocu pastylkuje się i wypraża w temperaturze 1200°C w czasie 2h.

W obecnej sytuacji energetycznej nie tylko w kraju ale i na świecie kiedy z powrotem wraca się do energetyki jądrowej jednym z ważniejszych zagadnień w ochronie środowiska jest na trwale unieszkodliwianie odpadów radioaktywnych typu HLW podczas ich utylizacji i składowania jak i maksymalne zmniejszenie kosztów ich przechowywania przez długi okres czasu (odporność na oddziaływanie czynników zewnętrznych). Niezaprzeczalną więc zaletą sposobu według wynalazku jest jego uproszczony sposób prowadzenia syntezy do finalnego produktu jakim jest synroc typu perowskite, który spełnia wszystkie wymienione i wymagane powyżej kryteria.

Badania struktur rentgenowskich wykazały że w otrzymanym materiale nie występują pasma charakterystyczne dla tlenków metali, są to struktury synrocu typu perovskite, a wyniki badań w podczerwieni wykazały brak zanieczyszczeń.

Wszystkie doświadczenia prowadzono przy zastosowaniu surogatów wysokoaktywnych radiopierwiastków znajdujących się w odpadach HLW.

Wynalazek ilustrują podane niżej przykłady.

Przykład I. W celu otrzymywania bezchlorkowego koloidalnego roztworu Ti⁴+ prowadzono pięciokrotne odchorowywanie odmierzając 100 ml roztworu 99.9% TiCI4 f-my Aldrich Chemical Corporation, w którym stężenie tytanu wynosiło 183 g Ti⁴+/l a chloru 465,0 g Cl/I. Roztwór umieszczono w obrotowej kolbie, w łaźni wodnej próżniowego aparatu typu Rotavapor F-my Buchi. W celu odchlorowania zassano pod próżnią porcjami po 5 ml 200 ml stężonego HNO3 do roztworu TiCI₄ w stężonym kwasie solnym w temperaturze 75°C. Po wprowadzeniu całej ilości kwasu azotowego roztwór zmieniał barwę z żółtej na pomarańczową. Proces prowadzono do momentu odparowania 200 ml roztworu. W destylacie badano zawartość chlorków za pomocą roztworu AgNO₃. Wytrącenie się białego osadu świadczyło o dużej zawartości chlorków. Dlatego operację odchlorowania powtarzano pięciokrotnie, dodając za każdym razem porcję 200 ml kwasu azotowego, przerywając każdorazowo proces po uzyskaniu 200 ml destylatu. Po każdym etapie sprawdzano zawartość chlorków, aż do momentu gdy w badanej próbce nie stwierdzono wytrącenia się osadu. Podczas kolejnych etapów procesu roztwór w kolbie stawał się mętny, aby na końcu uzyskać barwę mleczno-białą. Otrzymano w ten sposób bezchlorkowy, koloidalny roztwór Ti(NO₃)₄, będący roztworem wyjściowym do otrzymywania tytanianów, które są podstawą całej rodziny ceramicznych materiałów wielofazowych typu Synroc. Tak otrzymany roztwór koloidalny Ti(NO₃)₄ umieszczano ponownie w urządzeniu wyparnym Rotavapor w specjalnym naczyniu przystosowanym do otrzymywania proszków, do którego dodawano (zasysając) kwas askorbinowy ASC [L-Ascorbic Acid (E 300) USP/Ph.Eur.] w ilości 0,1 w stosunku do sumy moli metali rozpuszczonego w 50 ml H₂O. Ponieważ roztwór koloidalny Ti(NO₃)₄ podczas dodawania ASC bardzo intensywnie się pienił to dodawanie prowadzono małymi porcjami przy intensywnym mieszaniu. Następnie wprowadzano węglan wapnia cz.d.a. ( Polskie Odczynniki Chemiczne, Gliwice) w postaci zawiesiny z 3% nadmiarem w stosunku do obliczonej ilości stechiometrycznej aby mógł powstać CaTiO ₃ tj. 39,41 g w 150 ml H₂O, po uprzednim wyprażeniu go w temperaturze 170°C w czasie 24h. Tak otrzymany zol suszono pod próżnią 1h w temperaturze 80°C otrzymując biało żółty żel, który podawano obróbce termicznej po uprzednio wykonanej analizie termograwimetrycznej stosując Hungarien MOM Derivatograph mając na celu wyznaczenie temperatur poszczególnych przekształceń fazowych do końcowego produktu. Żel suszono w suszarce laboratoryjnej przez 24h w temperaturze 110°C, natomiast kalcynację i synteryzację prowadzono w piecu typu CSF 1200 f-my Carbolitte Furnaces, England w temperaturach 450°C, 700°C. Czas przebywania w każdej temperaturze to 2h, a prędkość grzania do danej temperatury wynosiła 2°C/minutę. Własności fizyko-chemiczne końcowego produktu analizowano przy użyciu mikroskopu skaningowego (Zeiss DSM 942) dyfrakcji promieniowania przy zastosowaniu dyfraktometru Rigaku Miniflex z promieniowaniem Cu- Ka oraz spektrometru do badań

PL 223 603 B1 w podczerwieni Bruker-Equinox 55. Tak otrzymany proszek prekursora synrocu typu perovskite z wbudowanym wapniem pastylkowano i spiekano w temperaturze 1200°C w czasie 2h oraz poddawano procesowi ługowania wodą jak i wodą zakwaszoną w celu sprawdzenia odporności na niesprz yjające warunki środowiska. Badania przeprowadzono w ciągu 30 dni otrzymując negatywny wynik dla Ca w eluacie (wodzie ługującej), co potwierdziło, że otrzymany produkt końcowy spełnia wymagania stawiane materiałom typu synroc.

Przykład II. W celu otrzymywania synrocu typu perowskite z wbudowanym w jego strukturę pierwiastkiem modelowym dla odpadów radioaktywnych jakim jest stront w pierwszym etapie otrzym uje się zol Ti(NO₃)₄ jak opisano w przykładzie pierwszym a następnie jak również opisano powyżej (w tych samych ilościach) dodaje się kwas askorbinowy ASC. Do tak otrzymanego wyjściowego zolu dodaje się w postaci zawiesiny zasysa po rozpuszczeniu w 150 ml H₂O 35,47 g węglanu wapnia i 5,64g oraz węglanu strontu SrCO₃ w stosunku molowym 10% molowych strontu zastępując w ten sposób 10% molowych wapnia. Proces prowadzi się pod próżnią w czasie 1h w temperaturze 80°C do uzyskania białego żelu a następnie postępuje się z tak otrzymanym materiałem jak w przykładzie I. Wykonane analizy XRD jak i IR potwierdziły, że otrzymany materiał to synroc z wbudowanym surogatem strontu a badania nad odpornością w niekorzystnych warunkach środowiska również tak jak w przykładzie I potwierdziły że otrzymany produkt końcowy spełnia wymagania stawiane materiałom typu synroc.

Przykład III. W celu otrzymywania synrocu typu perowskite z wbudowanym w jego strukturę pierwiastkiem modelowym dla odpadów radioaktywnych jakim jest kobalt w pierwszym etapie otrzym uje się zol Ti(NO₃)₄ jak opisano w przykładzie I a następnie jak również opisano powyżej w tych samych ilościach dodaje się kwas askorbinowy ASC. Do tak otrzymanego wyjściowego zolu dodaje się w postaci zawiesiny (zasysa po rozpuszczeniu w 150 ml H₂O) 35,47g węglanu wapnia i 16,9 ml azotanu kobaltu Co(NO₃)₂ o stężeniu 133,3g Co/l w stosunku molowym 10% molowych kobaltu zastępując w ten sposób 10% molowych wapnia. Proces prowadzi się pod próżnią w czasie 1h w temperaturze 80°C do uzyskania biało żółtego żelu a następnie postępuje się z tak otrzymanym materiałem jak w przykładach powyżej. Wykonane analizy XRD jak i IR potwierdziły, że otrzymany materiał to synroc z wbudowanym surogatem kobaltu a badania nad odpornością w niekorzystnych warunkach środowiska również tak jak w przykładach I-Il potwierdziły, że otrzymany produkt końcowy spełnia wymagania stawiane materiałom typu synroc.

Przykład IV. W celu otrzymywania synrocu typu perowskite z wbudowanym w jego strukturę pierwiastkiem modelowym dla odpadów radioaktywnych jakim jest cez w pierwszym etapie otrzymuje się zol Ti(NO₃)₄ jak opisano w przykładzie powyżej a następnie jak również opisano powyżej w tych samych ilościach dodaje się kwas askorbinowy ASC. Do tak otrzymanego wyjściowego zolu dodaje się w postaci zawiesiny (zasysa po rozpuszczeniu w 150 ml H₂O) 35,47 g węglanu wapnia z 14,90 g azotanu cezu CsNO₃ w stosunku molowym 10% molowych cezu zastępując w ten sposób 10% molowych wapnia. Proces prowadzi się pod próżnią w czasie 1h w temperaturze 80°C do uzyskania jasno różowego żelu a następnie postępuje się z tak otrzymanym materiałem jak w przykładach powyżej. Wykonane analizy XRD jak i IR potwierdziły, że otrzymany materiał to synroc z wbudowanym surogatem cezu a badania nad odpornością w niekorzystnych warunkach środowiska również tak jak w przykładach I-III potwierdziły, że otrzymany produkt końcowy spełnia wymagania stawiane materiałom typu synroc.

Przykład V. W celu otrzymywania synrocu typu perowskite z wbudowanym w jego strukturę pierwiastkiem modelowym dla odpadów radioaktywnych jakim jest neodym w pierwszym etapie otrzymuje się zol Ti(NO₃)₄ jak opisano w przykładzie powyżej a następnie jak również opisano powyżej (w tych samych ilościach) dodaje się kwas askorbinowy ASC. Do tak otrzymanego wyjściowego zolu dodaje się w postaci zawiesiny (zasysa po rozpuszczeniu w 150 ml H₂O) 35,47 g węglanu wapnia z 4.29 g tlenku neodymu Nd2O3 w stosunku molowym 10% molowych neodymu zastępując w ten sposób 10% molowych wapnia. Proces prowadzi się pod próżnią w czasie 1h w temperaturze 80°C do uzyskania biało beżowego żelu a następnie postępuje się z tak otrzymanym materiałem jak w przykładach powyżej. Wykonane analizy XRD jak i IR potwierdziły że otrzymany materiał to synroc z wbudowanym surogatem neodymu a badania nad odpornością w niekorzystnych warunkach środowiska również tak jak w przykładach I-IV potwierdziły że otrzymany produkt końcowy spełnia wymagania stawiane materiałom typu synroc.

Claims (4)

1. Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych w syntetycznej skale synroc typu perovskite przez wbudowanie metodą zol-żel w jego strukturę pierwiastków odpadów radioaktywnych, znamienny tym, że do wytworzonego uprzednio bezchlorkowego roztworu koloidalnego zolu, Ti(NO₃)₄ dodaje się związek kompleksujący w postaci kwasu askorbinowego ASC, w stosunku do sumy moli metali od 0,1 do 0,3 oraz węglan wapnia korzystnie w postaci zawiesiny, a następnie wprowadza się wybrane pierwiastki promieniotwórcze zawarte w odpadach radioaktywnych, w postaci węglanów lub azotanów, zwłaszcza strontu, kobaltu, cezu i neodymu, w stosunku molowym od 2% do 14% poszczególnych metali (Me) zastępując tym samym od 2% do 14% molowych, wprowadzonego Ca²+, tak otrzymany zol, odparowuje się, suszy i poddaje się obróbce temperaturowej a otrzymany prekursor synrocu wraz z wbudowanym pierwiastkiem promieniotwórczym, ewentualnie poddaje się analizie XRD i IR, pastylkuje i wypraża w temperaturze 1200°C w czasie 2h.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się bezchlorkowy zol Ti(NO₃)₄ otrzymany z roztworu czterochlorku tytanu w stężonym kwasie solnym, przez kilkukrotne, korzystnie pięciokrotne, odpędzanie chlorków metodą destylacji próżniowej, dodając każdorazowo, stężony kwas azotowy w stosunku objętościowym 1:1.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do bezchlorkowego roztworu koloidalnego zolu Ti(NO₃)₄ dodaje się kwas askorbinowy ASC w stosunku 0,1 do 0,3 do sumy moli metali.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku węglanu wapnia, wprowadza się go w postaci zawiesiny z nadmiarem od 1% do 5%, korzystnie 3% molowych w stosunku do obliczonej ilości stechiometrycznej, aby mógł powstać CaTiO₃, a otrzymany zol będący prekursorem synrocu perovskite, w postaci zawiesiny, odparowuje się w temperaturze 80°C, pod próżnią, w czasie 1h do uzyskania biało żółtego żelu, który następnie suszy się w suszarce w temperaturze 110°C przez 24h i poddaje obróbce temperaturowej w temperaturze 450°C i 700°C w jednakowym czasie dla różnych metali (Me), zastępując tym samym od 2% do 14% molowych, korzystnie 10% molowych ilości uprzednio wprowadzonego wapnia, i tak otrzymany zol odparowuje się, suszy i poddaje obróbce temperaturowej a otrzymany perovskite wraz z wbudowanym pierwiastkiem promieniotwórczym, pastylkuje i wypraża w temperaturze 1200°C w czasie 2h.