
- •В.Д.Нефедов е.Н.Текстер м.А.Торопова радиохимия
- •Глава 1
- •§ 1. Предмет радиохимии
- •§ 2. Краткий очерк истории развития радиохимии
- •§ 3. Особенности радиохимии
- •§ 4. Значение радиохимии
- •1 Общая радиохимия глава 2
- •§ 1. Общехимические свойства изотопных частиц
- •2. Термодинамическое поведение изотопных частиц
- •3. Кинетическое поведение изотопных частиц
- •Глава 3
- •§ 1. Классификация реакций изотопного обмена
- •§ 2. Причины протекания реакций изотопного обмена
- •3. Особенности реакций идеального изотопного обмена
- •§ 4. Основное уравнение кинетики реакций идеального изотопного обмена
- •§ 5. Основы экспериментальных методов исследования процессов изотопного обмена
- •Глава 4
- •§ 1. Состояние радиоактивных элементов [нуклидов] в жидкой фазе
- •§ 2. Процессы радиоколлоидообразования
- •§ 3. Основы экспериментальных методов исследования радиоколлоидов
- •Глава 5
- •§ 1. Закономерности процессов соосаждения с изотопными носителями
- •§ 2. Основные области применения изотопных носителей
- •§ 3. Принцип действия и закономерности процессов соосаждения со специфическими носителями
- •§ 4 Факторы, влияющие на процесс соосаждения со специфическими носителями
- •§ 5. Особенности процессов соосаждения со специфическими носителями
- •§ 6. Сокристаллизация со специфическими носителями при отсутствии изоморфизма 1 рода
- •§ 7. Основы экспериментальных методов исследования процессов соосаждения со специфическими носителями
- •§ 8. Основные области применения специфических носителей
- •Глава 6
- •§ 1. Первичная адсорбция
- •§ 2. Вторичная обменная адсорбция
- •§ 3. Закономерности процесса соосаждения с неспецифическими носителями
- •§ 4. Соосаждение с неспецифическими носителями при образовании внутренне-адсорбционных систем
- •§ 5. Основы экспериментальных методов исследования процессов соосаждения с неспецифическими носителями
- •§ 6. Основные области применения неспецифических носителей
- •§ 7. Методы разграничения различных видов соосаждения
- •Глава 7
- •§ 1. Закономерности и классификация экстракционных процессов
- •§ 3. Практическое использование процессов экстракции
- •Глава 8
- •§ 1. Основные закономерности хроматографических процессов Ионообменная хроматография.
- •Распределительная хроматография.
- •См.: Егоров е. В., Макарова с. Б. Ионный обмен в радиохимии. М., Атомиздат, 1971. § 2. Основы экспериментальных методов хроматографического исследования
- •См.: Роберте т. Радиохроматография. М., Мир, 1981. § 3. Примеры практического использования хроматографических методов в радиохимии
- •Глава 9
- •§ 1. Закономерности электрохимических процессов
- •§ 2 Особенности поведения радиоактивных элементов (нуклидов) при электрохимических процессах
- •§ 3. Основы экспериментальных методов исследования электрохимических процессов
- •§ 4. Использование электрохимических процессов в радиохимии
- •2 Химия радиоактивных элементов
- •Глава 10
- •§ 1. Технеций
- •§ 2. Прометий
- •§ 3. Полоний
- •§ 4. Астат
- •§ 5. Радон
- •§ 6. Франций
- •§ 7. Радий
- •Глава 11
- •§ 1. История открытия актиния и актиноидов
- •§ 2. Важнейшие изотопы актиния и актиноидов, методы их получения и идентификации
- •§ 3. Физические свойства актиния и актиноидов
- •§ 4. Актиний
- •§ 5. Торий
- •§ 6. Протактиний
- •§ 7. Уран, нептуний, плутоний и америций
- •§ 8. Трайсамерициевые актиноиды
- •Глава 12
- •§ 1. История открытия
- •§ 2 Методы получения и идентификации
- •3 Химические последствия радиоактивного распада
- •Глава 13
- •§ 1. История открытия ядерной изомерии
- •§ 2. Особенности явления ядерной изомерии
- •§ 3. Химические последствия изомерных переходов
- •§ 4. Практическое использование химических последствий изомерного перехода
- •Глава 14
- •§ 1. Теоретические аспекты химических последствий --распада
- •§ 2. Экспериментальные методы исследования химических последствий --распада
- •§ 3. Практическое использование химических последствий --распада
§ 3. Практическое использование процессов экстракции
Процессы экстракции нашли широкое применение для целей разделения, выделения и концентрирования радиоактивных элементов и радиоактивных нуклидов. В частности, высокая экстрагируемость Po(VI) метилизобутилкетоном из концентрированных растворов НС1 (7 моль/л), насыщенных хлором, с успехом используется для выделения полония из облученного висмута (коэффициент разделения 2,5103).
Метод экстракции аминами и аммониевыми основаниями применяется для разделения и выделения трансплутониевых элементов, выделения технеция из облученного молибдена и в других случаях.
Широкое использование процессов экстракции для целей промышленного выделения радиоактивных нуклидов, получаемых по различным реакциям, обусловлено возможностью выделения этим методом препаратов высокой массовой активности.
На ранних этапах развития ядерной технологии экстракционные методы играли ведущую роль для селективного извлечения урана и плутония из отработанного ядерного топлива. Эти методы и в настоящее время применяются в СССР и за рубежом как при переработке ядерного топлива, так и при извлечении урана и тория из руд. Для той цели используются ТБФ, гексон (метилизобутилкетон), бутекс (бутиловый эфир диэтиленгликоля), Д2ГЭФК, ТОА (триоктиламин) и др.
|
Рис. 11. Схема низкокослотного экстракционного разделения урана и плутония. |
Реэкстракт, содержащий U (VI), после концентрирования в аппарате 8 направляется на последний цикл очистки. Последний урановый цикл включает в себя две операции: промывку и реэкстракцию В колонне 9 осуществляется двойная промывка органического раствора, содержащего U (VI), водой и раствором НNО3 (2,6 моль/л) от продуктов деления, микроколичеств плутония и примесей металлов. В колонне 10 происходит реэкстракция урана раствором НNО3 (10-2 моль/л). Водный раствор урана из колонны 10 направляется на концентрирование и очистку силикагелем, органический раствор — на регенерацию растворителя.
Водный раствор, содержащий Рu (III), из нижней части колонны 5 поступает на последний плутониевый цикл в середину экстракционной колонны 11. В колонне 11 плутоний после окисления NaNO2 до Рu (IV) и корректировки концентрации НNО3, используемой в схеме в качестве высаливателя, экстрагируется движущимся навстречу потоком экстрагента. В верхней части колонны 11 осуществляется промывка экстракта, содержащего плутоний, от продуктов деления раствором разбавленной НNО3. После восстановительной реэкстракции плутония в колонне 12 азотнокислым раствором (0,6 моль/л НNО3) сульфамата Fe (II) водный раствор, содержащий плутоний, направляется на очистку с помощью ионообменных смол. Органический раствор из колонны 12 идет на регенерацию. Рассмотренная схема обеспечивает извлечение 99,95% урана и 99,7 % плутония с коэффициентами очистки, превышающими 107.
|
Рис. 12. Зависимость коэффициента распределения полония при экстракции его раствором ТБФ в октане от pH водной фазы. |
Так, метод экстракции был использован для изучения гидролиза Po(IV). Зависимость от рН коэффициента распределения к для Po(IV) в системе 10%-ный раствор ТБФ в октане — водный раствор NaClO4 (с = 1 моль/л) представлена кривой на рис. 12. Полученные данные позволил установить, что первая ступень гидролиза по схеме
Po4+ + H2O Po(OH)3+ + H+ начинается при значениях рН, близких к 0 (участок кривой 1). Гидрокомплекс состава Po(OH)22+, образующийся в результате реакции
Po(OH)3+ + H2O Po(OH)22+ + H+ появляется при рН > 1,8 (участок 2). Определенные этим методом константы гидролиза K1 = 0,33 и K2 = 210-3.