Radwaste Treatment

Ammoniumionen bilden sich, wenn der pH weniger als 9 beträgt (vorzugsweise weniger als 8). Ammonium ist ein einwertiges Kation. Kationenharze wie CG8 und CG10 haben eine mäßige Selektivität für Ammoniumionen im Vergleich zu Natrium, aber eine schlechte Selektivität im Vergleich zu Härteionen wie Calcium und Magnesium. SIR-600 hat eine sehr hohe Selektivität für Ammonium, aber eine relativ geringe Kapazität und erfordert eine ziemlich große Salzdosis (typischerweise mindestens 30 lbs NaCl pro Kubikfuß).

Antimon ist ein chemisches Element mit dem Symbol Sb (aus dem Lateinischen: Stibium) und der Ordnungszahl 51. Als glänzend graues Halbmetall kommt es in der Natur hauptsächlich als Sulfidmineral Stibnit (Sb2S3) vor. Antimonverbindungen sind seit der Antike bekannt und wurden zur Verwendung als Medizin und Kosmetik pulverisiert, oft unter dem arabischen Namen Kohl bekannt. Auch metallisches Antimon war bekannt, wurde aber bei seiner Entdeckung fälschlicherweise als Blei identifiziert. Im Westen wurde es erstmals von Vannoccio Biringuccio isoliert und 1540 beschrieben.
China ist seit einiger Zeit der größte Produzent von Antimon und seinen Verbindungen, wobei der größte Teil der Produktion aus der Xikuangshan-Mine in Hunan stammt. Die industriellen Verfahren zur Raffination von Antimon sind Rösten und Reduktion mit Kohlenstoff oder die direkte Reduktion von Stibnit mit Eisen.
Reines Antimon ist ein weiches sprödes Metall. Antimon bildet ähnliche Verbindungen wie sein Schwesterelement Arsen und wird am häufigsten in seiner Oxidationsstufe +3 gefunden. Die größten Anwendungen für metallisches Antimon sind eine Legierung mit Blei und Zinn und die Blei-Antimon-Platten in Blei-Säure-Batterien. Legierungen aus Blei und Zinn mit Antimon haben verbesserte Eigenschaften für Lote, Geschosse und Gleitlager. Es wird auch als Bestandteil in Flammschutzmitteln und in bestimmten organisch-chemischen Synthesen verwendet.

Die stark basischen Anionenhybride auf Eisenbasis sind wirksam, um Antimon aus borierten Wässern, die in Kernkraftwerken vorkommen, zu entfernen.

Cäsium oder Cäsium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Cs und der Ordnungszahl 55. Es ist ein weiches, silbrig-goldenes Alkalimetall mit einem Schmelzpunkt von 28,5 ° C (83,3 ° F), was es zu einem von nur fünf elementaren Metallen macht, die bei oder nahe Raumtemperatur flüssig sind. Cäsium hat ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften wie Rubidium und Kalium. Es ist das am wenigsten elektronegative Element. Es hat nur ein stabiles Isotop, Cäsium-133. Cäsium wird hauptsächlich aus Pollucit gewonnen, während die Radioisotope, insbesondere Cäsium-137, ein Spaltprodukt, aus Abfällen von Kernreaktoren gewonnen werden.
Der deutsche Chemiker Robert Bunsen und der Physiker Gustav Kirchhoff entdeckten 1860 Cäsium mit der neu entwickelten Methode der Flammenspektroskopie. Die ersten kleinen Anwendungen für Cäsium waren als „Getter“ in Vakuumröhren und in Fotozellen. In Anlehnung an Einsteins Beweis, dass die Lichtgeschwindigkeit die konstanteste Dimension im Universum ist, verwendete das Internationale Einheitensystem 1967 zwei spezifische Wellenzahlen aus einem Emissionsspektrum von Cäsium-133, um die Sekunde und das Meter gemeinsam zu definieren. Seitdem wird Cäsium häufig in hochgenauen Atomuhren verwendet.
Metallisches Cäsium ist sowohl in Luft als auch insbesondere in Wasser hochreaktiv und reagiert explosionsartig, selbst bei Temperaturen von bis zu -116 ° C (-177 ° F). Cäsium bildet ausschließlich ein einwertiges Kation. Fast alle Cäsiumsalze sind in Wasser gut löslich.

SIR-600 hat eine extrem hohe Selektivität für Cäsium. Cäsium wird zusätzlich zum Austausch durch Molekularsiebung aufgefangen. Kationenharze in Wasserstoffform wie CG8-H können ebenfalls verwendet werden, aber ihre Fähigkeit, Cäsium zu entfernen, wird durch andere Ionen in Lösung eingeschränkt. Im Allgemeinen ist es bei der Verwendung von Harzen vom SAC-Typ zur Entfernung von Cäsium notwendig, alle anderen Kationen zusammen mit Cäsium zu entfernen.

Pertechnetat, Tc-99, ist eine technische Verbindung, die in einigen pharmazeutischen Radioisotop-Anwendungen verwendet wird.

Radium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ra und der Ordnungszahl 88. Es ist das sechste Element der Gruppe 2 des Periodensystems, auch bekannt als Erdalkalimetalle. Reines Radium ist silbrig-weiß, verbindet sich jedoch leicht mit Stickstoff (anstelle von Sauerstoff) an der Luft und bildet eine schwarze Oberflächenschicht aus Radiumnitrid (Ra3N2). Alle Isotope von Radium sind hochradioaktiv, wobei das stabilste Isotop Radium-226 ist, das eine Halbwertszeit von 1600 Jahren hat und in Radongas zerfällt (insbesondere das Isotop Radon-222). Beim Zerfall von Radium ist ionisierende Strahlung ein Produkt, das fluoreszierende Chemikalien anregen und Radiolumineszenz verursachen kann.
Radium ist das Tochterprodukt des Uranzerfalls und ist das schwerste Erdalkalimetall. Es wurde 1898 in Form von Radiumchlorid von Marie und Pierre Curie entdeckt. Sie extrahierten die Radiumverbindung aus Uraninit und veröffentlichten die Entdeckung fünf Tage später in der französischen Akademie der Wissenschaften. Radium wurde 1911 in seinem metallischen Zustand von Marie Curie und André-Louis Debierne durch Elektrolyse von Radiumchlorid isoliert.
Es besitzt die Eigenschaft der Lumineszenz und wurde einst verwendet, um Zifferblätter von Uhren im Dunkeln leuchten zu lassen sowie für verschiedene Quacksalbereiprodukte.

Radium bildet in Wasser ein zweiwertiges Kation und kann zusammen mit anderen Härteionen durch wasserenthärtende Harze entfernt werden. Außer beim ersten Erschöpfungszyklus tritt Radiumaustritt kurz nach dem Härteverlust auf, daher wird das Harz als gewöhnlicher Weichmacher mit Soleregenerierung in regelmäßigen Abständen verwendet.

Das hochvernetzte makroporöse Kationenharz hat einen verlängerten ersten Zyklus über den Härtebruch hinaus und kann in Einweganwendungen verwendet werden, wenn Härte und TDS nicht zu hoch sind. RSM-50 hat Bariumsulfat in den Poren des Harzes abgelagert. Radium wird zuerst ausgetauscht und dann in das Fällungsmittel überführt, was eine viel höhere Beladung und einen längeren Durchsatz ermöglicht.

Radioaktives Jod ist ein vom Menschen hergestelltes Isotop mit ähnlichen Eigenschaften wie andere Jodisotope. Radiojod liegt in Wasser als Jodid vor. Als Spurenion kann es durch verschiedene Arten stark basischer Anionenharze entfernt werden, wobei die höheren Amine bevorzugt werden. Silber und silberimprägnierte Medien zeigen eine erhöhte Affinität zu Iodiden.

Die Entwicklung der Kernenergie hinterließ an einigen Orten ein Erbe der Grundwasserverschmutzung, das das Vorhandensein einiger Schwermetalle und Chromat einschließt.

Der Siliziumdioxidgehalt muss im Kernzyklus auf sehr niedrigem Niveau gehalten werden. Die meisten Entfernungsmethoden entfernen auch Bor, das im System als Moderator verwendet wird. Spezielle Formen von borierten Ionenaustauscherharzen entfernen selektiv Siliziumdioxid in diesen Umgebungen und halten den gewünschten Borgehalt aufrecht.

Strontium ist wie Cäsium ein Spaltprodukt-Radionuklid, das in belasteten Grundwässern auftreten kann.

Uran ist ein chemisches Element mit dem Symbol U und der Ordnungszahl 92. Es ist ein silbrig-weißes Metall in der Aktinidenreihe des Periodensystems. Ein Uranatom hat 92 Protonen und 92 Elektronen, davon 6 Valenzelektronen. Uran ist schwach radioaktiv, da alle seine Isotope instabil sind (mit Halbwertszeiten der sechs natürlich bekannten Isotope Uran-233 bis Uran-238, die zwischen 69 Jahren und 4,5 Milliarden Jahren variieren). Die häufigsten Isotope in natürlichem Uran sind Uran-238 (mit 146 Neutronen und über 99%) und Uran-235 (mit 143 Neutronen). Uran hat das höchste Atomgewicht der ursprünglich vorkommenden Elemente. Seine Dichte ist etwa 70 % höher als die von Blei und etwas niedriger als die von Gold oder Wolfram.
Es kommt natürlicherweise in geringen Konzentrationen von wenigen ppm in Boden, Gestein und Wasser vor und wird kommerziell aus uranhaltigen Mineralien wie Uraninit gewonnen.
In der Natur kommt Uran als Uran-238 (99,2739–99,2752%), Uran-235 (0,7198–0,7202%) und eine sehr geringe Menge Uran-234 (0,0050–0,0059%) vor. Obwohl U238 nahezu stabil ist, ist U235 deutlich radioaktiv und auch spaltbar (kann Kettenreaktionen unterstützen). Uran zerfällt langsam, indem es ein Alphateilchen emittiert. Die Halbwertszeit von Uran-238 beträgt etwa 4,47 Milliarden Jahre und die von Uran-235 beträgt 704 Millionen Jahre, was sie für die Altersbestimmung der Erde nützlich macht.

Uran in Trinkwasser wird leicht durch eine Vielzahl stark basischer Anionenharze entfernt. Obwohl Anionenharze als die beste verfügbare Technologie für kleine Systeme gelten, wird ihre Verwendung durch Beschränkungen bei der Entsorgung von Abfällen, die Uranrückstände enthalten, erschwert.

Uran kann durch eine Vielzahl stark saurer Kationenharze aus sauren Bergbauabfällen entfernt werden.