Гетерофазные явления при фракционировании трития в водных системах

Abstract

Актуальность проблемы трития в экологической химии определяется тем, что тритий – единственный из радиоактивных изотопов, который невозможно обезвредить фильтрацией. Тритий возникает при побочных радиохимических процессах в ядерных реакторах и обнаруживается в радиоактивных отходах и выбросах в форме оксидов трития – тритиевых изотопологов воды. Побочным продуктом эксплуатации ядерных реакторов оказывается прототритиевая вода – раствор оксида прототрития HTO в лёгкой воде H2О. Реже приходится иметь дело с дейтеротритиевой водой – раствором оксида дейтеротрития DTO в тяжёлой воде D2О. Предложены различные подходы, обеспечивающие возможности выделения трития либо его оксида из тритиевой воды. Выбор процесса определяется тем, будет ли очищенная от трития вода возвращаться в реакторную систему либо сбрасываться в окружающую среду, а также тем, имеется ли потребность в извлечении молекулярного трития для его дальнейшего применения. Основное внимание уделено процессу электросонолиза тритиевой воды как экономически и экологически предпочтительному способу её обезвреживания, позволяющему получать молекулярный тритий. Разложению тритиевой воды должно предшествовать её концентрирование, которое целесообразно производить двухступенчато: кондиционирующая водоподготовка (предварительное концентрирование) и получение высококонцентрированной тритиевой воды. В этом контексте в работе рассмотрено обратноосмотическое кондиционирование тритиевой воды и её последующее концентрирование солевой ректификацией.

Tritium is the only one of the radioactive isotopes that a filtering system is unable to neutralize. It is produced by collateral fission processes in nuclear reactors and displays itself in radioactive wastes and effluents in diff erent forms of tritium oxides. Thus the development and application of nuclear energy entails a challenging problem of treating tritiumcontaining radioactive wastewater. The paper deals with tritium water isotopologues, namely, with prototritium water and deuterotritium water. Various approaches to the problem of tritium separation have been outlined. The choice of the appropriate process of water detritiation depends, first of all, on whether the detritiated water is recycled back to the reactor system or is discharged to the environment and on whether molecular tritium is to be extracted for further application. Special attention is paid to the process of electrosonochemical water detritiation which is shown to be the preferential one due to its ability to provide molecular tritium. Tritiated water decomposition should be preceded by its concentrating, the latter being two-stage and including water conditioning followed by providing concentrated tritiated water. Reverse-osmosis conditioning and salt rectification are considered as preferential techniques.