بررسی عوامل موثر در جذب سزیم و استرانسیوم بر روی بنتونیت

خنثی سازی، دفن و مدیریت پسمان های رادیواکتیو در نیروگاه های هسته ای، پزشکی، صنایع و مراکز تحقیقاتی یکی از معضلات اساسی زیست محیطی است. براساس مقررات آژانس بین المللی انرژی اتمی، باطله ها پس از عمل آوری و به حد استاندارد رساندن در محل مناسب و در پوشش لایه ای از خاک رس و ترجیحا بنتونیت دفن می شود. از آنجایکه انتقال عناصر موجود در باطله به منابع آب و یا جذب آنها تابع عوامل بسیاری از جمله دما، زمان تماس، ph ، eh، غلظت گونه رادیواکتیو، وجود عوامل کمپلکس کننده از قبیل edta و کلرید سدیم، نوع و ترکیبات رس می باشد لذا در این تحقیق از سزیم و استرانسیوم به عنوان عناصر رادیواکتیو و از بنتونیت ناحیه سمنان به عنوان لایه رس جاذب استفاده گردید. جذب و انتقال عناصر فوق از محلول نیتراتی بر روی بنتونیت از طریق آزمایش های ناپیوسته و ستونی انجام شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش زمان تماس، میزان جذب سزیم و استرانسیوم افزایش می یابد و در مدت زمان 60 دقیقه به حداکثر 98 درصد جذب می رسد. جذب صورت گرفته برای هر دو گونه، از سنیتیک مرتبه دوم پیروی می کند. مدل فرندلیچ بهتر از بقیه مدل ها، فرایند جذب سزیم و استرانسیوم بر روی بنتونیت و بنتونیت خالص شده را تشریح می کند. حداکثر جذب برای سزیم بر روی بنتونیت و بنتونیت خالص شده به ترتیب برابر با mmol/kg330 و mmol/kg503 می باشد و برای استرانسیوم نیز به ترتیب برابر mmol/kg143 و mmol/kg255 می باشد. با تغییر ph محلول، میزان جذب سزیم تغییر چندانی نمی کند و فقط در ph=8 میزان جذب اندکی افزایش می یابد. با تغییرات ph میزان جذب استرانسیوم تغییر چندانی نمی کند و فقط در ph های بالاتر از 10 میزان جذب تا حدود زیادی افزایش می یابد. در مجموع فرایند جذب هر دو عنصر از مکانیزم تبادل یون پیروی می کند. بیشترین میزان جذب با تغییرات eh نیز در حوالی eh برابر 100+ رخ می دهد، همچنین دما باعث افزایش میزان جذب می گردد. حضور کلرید سدیم و edta با عث کاهش میزان جذب می شود که با افزایش غلظت آنها میزان جذب نیز به مقدار قابل توجه ای کاهش می یابد که آزمایش های ستونی نیز تایید کننده این مطلب است