Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2" -> 93

Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 - Надыкто Б.А.

Надыкто Б.А., Темофеева Л.Ф. Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 — Саров, 2003. — 212 c.
Скачать (прямая ссылка): plutoniyfundamentalnieproblemit22003.djvu
Предыдущая << 1 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 159 >> Следующая


Например, известно, что фосфатсодержащие минералы, такие как апатит, снижают концентрации тория и урана в загрязненных растворах. В литературе приводятся коэффициенты распределения сорбции U(VI) и Th(IV), но сообщается также и об осадках U(VI) и Th(IV). При исследованиях с использованием растровой электронной спектроскопии мы определили микрокристаллические осадки на апатите при начальных концентрациях U(VI) свыше IO-5 M (см. рис. 11). При более низких концентрациях U(VI) поверхностного осаждения не наблюдалось. Следовательно, при более высоких концентрациях значения фактически отражают произведение растворимости, а при более низких концентрациях уменьшение содержания U(VI) в растворе происходит в результате сорбции актиноида на поверхность минерала.

На процессы сорбции актиноида могут влиять реакции комплексообразова-ния, которые также сильно зависят от значения pH (рис. 12). В случае трехвалентных актиноидов Am(III) и Cm(III) сорбция достигает пика в почти нейтральных водах. При этом в растворе преобладают катионные формы Am(III). При более низких pH ион An3+ устой-

Number 26 2000 Los Alamos Science

409
Химические взаимодействия актиноидов в окружающей среде

Рис. 12. Соотношение между формами An(III) в растворе и сорбция на монтмориллоните

(а) Даже при разнице в концентрации NaCI на порядок сорбция трехвалентных актиноидов Am(III) и Cm(III) в почти нейтральных водах максимальна. При более низких pH ион An3+ устойчив и не участвует в реакциях комплек-сообразования с самыми распространенными лигандами - гидроксидом и карбонатом, независимо от того, находятся ли лиганды в растворе или на поверхности. При более высоких pH образуются отрицательно заряженные формы An(III), в связи с чем повышается растворимость форм и уменьшается их сорбция, поскольку они выталкиваются из отрицательно заряженных радикалов на поверхности минерала. (б) Расчеты для слабого раствора хлорида натрия (концентрация NaCI - 0,1 М, парциальное давление CO2 - 0,01 атм) показывают, что сорбция связана главным образом с присутствием катионных форм в растворе. Серая область - диапазон pH природных вод

4 5 6 7 8 9 10

чив и не участвует в образовании связей с гидроксидными и карбонатными лигандами. При более высоких pH образуются отрицательно заряженные формы An(III), свидетельствующие об уменьшении взаимодействий с химически активными группами на поверхности минерала. Поверхности минерала или породы при высоких значениях pH обычно бывают заряжены отрицательно, и отрицательно заряженные актиноидные формы, очевидно, выталкиваются из анионных поверхностных групп. Анионные актиноидные формы как таковые ведут себя как простые анионные лиганды, такие как SO42-, CrO42-и AsO43-. Помимо форм An(III), такая же тенденция к повышению устойчивости и низкому поверхностному удержанию наблюдается в случае комплек-са An(VI) UO2(CO3)34-.

Начались активные работы по моделированию с целью исследования основного механизма адсорбции актиноидов на поверхности минералов. Джа-некки и Саттелбергер (неопубликованные результаты) смоделировали ход адсорбции Np(V) в кальците, минимизируя свободную энергию координа-

ции. Для моделирования адсорбции использовались структурные параметры соединения NpO2CO3-, которое является основным комплексом в нейтральных водах и водах с малым содержанием карбонатов (таких как вода скважины J-13). Результаты моделирования поверхностного комплекса показывают, что расстояние между центром нептуния и ближайшими ионами кальция в структуре кальцита составляет ~4 Aa Данные предварительных исследований методом ТСРП подтверждают это значение. Хотя согласие между экспериментом и теорией и является обнадеживающим, необходимо провести более подробные исследования для разработки намного более точных моделей переноса, в том числе данной модели поверхностного комплексообразования.

Кроме того, мы пытаемся лучше изучить реакции сорбции-десорбции актиноидов коллоидами и получающиеся в результате характеристики переноса актиноидов. Этот вид миграции в окружающей среде привлек повышенное внимание в связи с обнаружением плутония в скважине на полигоне шт. Невада (Kersting et al. 1999). Плутоний,

вне всякого сомнения, мигрировал на 1,3 км всего лишь за 30 лет. (Каждое ядерное испытание характеризуется уникальным изотопным отношением 239Pu/240Pu, и это отношение можно использовать для идентификации источника плутония.) Как обсуждается в статье Мурина Макгроу, теперь считается, что перенос коллоидами определил такое необычайно быстрое перемещение плутония через насыщенную водой породу. Однако неясно, способствовали ли этому переносу собственные коллоиды плутония или же природные (глина или цеолит). Ясно то, что до сих пор модели переноса недооценивают степень влияния переноса за счет коллоидов на подвижность плутония.

Взаимодействие с микробами

Мы рассмотрели важнейшие химические процессы с участием актиноидов в окружающей среде: растворение и осаждение твердых веществ, комплек-сообразование в растворе и сорбцию на поверхности. Ho в настоящее время все больше внимания уделяется роли
Предыдущая << 1 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed