Browsing by Author "Vasara, Leena"

Suuri määrä ydinvoimaloita on tulossa lähivuosina ja -vuosikymmeninä käytöstäpoisto vaiheeseen. Valtavasta käytöstäpoisto- ja purkamistöistä syntyy tuhansia tonneja jätettä. Osa tästä jätteestä on metallijätettä, joka voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen dekontaminoinnin jälkeen. Kirjallisuusosassa tarkastellaan erilaisia dekontaminaatiomenetelmiä sekä dekontaminoimisessa syntyvän happaman sekundäärisen liuosjätteen käsittelyä ioninvaihtimilla. Pääpaino on primääripiirien kemialliseen dekontaminaatioon soveltuvissa menetelmissä. Näistä CORD (Chemical Oxidation Reduction Decontamination) on yksi käytetyimmistä maailmalla. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää ioninvaihtomateriaaleja, jotka pystyisivät tehokkaasti ottamaan Co-60:a ja Ni-63:a CORD tyyppisistä dekontaminaatioliuoksista. Co-60 ja Ni-63 esiintyvät yleisesti primääripiirien korroosiokerroksissa. Co-60 usein määrittää käytössä olevan ydinvoimalan säteilytason ja Ni-63:stä tulee merkittävin säteilyn aiheuttaja 20 vuotta reaktorin sulkemisen jälkeen. Kokeellisessa osassa tutkittiin seitsemän epäorgaanisen ioninvaihtomateriaalin kykyä ottaa Co-60:a ja Ni-63:a CORD -tyyppisistä dekontaminaatioliuoksista. Tutkimuksissa selvitettiin materiaalien kemiallista kestävyyttä ravistelemalla ioninvaihtimia oksaali- ja permanganaattihapoissa kahden viikon ajan. Liuoksista mitattiin metallipitoisuus MP-AES:lla tai ICP-MS:llä. Lisäksi selvitettiin materiaalien ioninvaihtokyky nuklidien suhteen eri pH -arvoissa. Ioninvaihtokyvyn mittana käytettiin jakaantumiskerrointa. Näiden alkumittausten jälkeen jatkoon valittiin kolme materiaalia, joiden ioninvaihtokykyä testattiin happamissa oloissa oksaalihapossa ja kaliumpermanganaatissa. Lisäksi selvitettiin ioninvaihtimien tehoa, kun läsnä on myös kilpailevia ioneja (Fe, Cr, Ni /Co). Kd -arvot määritettiin mittaamalla Co-60 liuokset Wizardin gammalaskurilla ja Ni-63 liuokset Perkin Elmerin nestetuikelaitteella. Osa ioninvaihtimista ei toiminut juuri lainkaan happamissa oloissa eikä niiden tutkimista kannattanut jatkaa alkutestien jälkeen. Tutkimuksissa löytyi kolme hyvin tai kohtuullisesti happamissa oloissa toimivaa ioninvaihdinta: Sb2O5, CoTreat ja MnO2. Kd -arvot olivat pääasiassa parempia Co-60 kuin Ni-63 suhteen kaikissa testeissä. Sb2O5:lla saavutettiin pH:ssa 2 jopa Kd arvo 25 000 (Co-60) mutta arvo puolittui, kun mukana oli oksaalihappoa. Ni-63 suhteen Kd oli enää 100 – 1000 välillä oksaalihapossa. Mitatut tulokset vaihtelivat paljon eri kokeissa.