רדיונוקלידים הם איזוטופים רדיואקטיביים שיכולים לאחד מקורות מים באמצעות תאונות גרעיניות, סילוק פסולת לא תקין, פעילויות כרייה ואפילו תהליכים גיאולוגיים טבעיים.נוכחותם במים או מערכות אקולוגיות מימיות מהווה סיכון רציני לבריאות האדם, כולל שכיחות סרטן מוגברת ונזק גנטי.ההסרת יעילה של חומרים ספציפיים אלה היא אפוא עדיפות קריטית להפעלה סביבתית ובטיחות ציבורית.

מקורות וסוגים של רדיונוקלידים במים

זיהום רדיואקטיבי של מים מקורו הן מקורות אנתרוגניים וטבעיים.מקורות אנתרורופוגניים מורכבים כוללים נפילה מניסויים בנשק גרעיני, פריקה מתחנות כוח גרעיניות (למשל, Fukushima Daiichi), אתרי כרייה נטושים ומילימטריים עבור אורניום ו thorium, ודלפות ממתקנים אחסון פסולת רדיואקטיביים המתרחשים באופן טבעי כגון -238 אורניום, רדיו-226um, ו-226 דונם, במיוחד לאזורים של מים.

שם מקור: Membrane Filtration Technologies

תהליכי Membrane מסתמכים על מחסום למחצה שניתן לסלק באופן סלקטיבי מים כדי לעבור תוך שמירה על contaminants בהתבסס על גודל, מטען, או זיקה.שלוש הטכנולוגיות העיקריות המשמשות להסרת רדיונוקלידים הן אולטרה-מסננות (UF), nanofiltration (NF), ו-NF לאחור (RO) תהליך רביעי, microtration (MF), בדרך כלל הוא עבור טיפול מולקולרי, כמו גם הוא אמצעי אבטחה.

מיקרו-חדירה ו- Ultrafiltration

מיקרו-חדירה (גודל 0-10 μm) ו אולטרה-פרופיל (גודל 0.001-0.1 μm) משמשים בעיקר כדי להסיר מוצקים מושעה, קולואידים ומיקרואורגניזמים.גדלים הגדולים שלהם אומר שהם לא יכולים לשמור על פלונואידים היברידיים מומסים כמו אדפטנים בודדים.

NAFT

ננומטרה של membranes יש גדלים בגודל בטווח של 1-10 nm והם מאופיין על ידי הסרת משטח טעון (לעתים קרובות טעון שלילי) המאפשר גם גודל ההסרה אלקטרוסטטית NF יכול ביעילות להסיר דיפרון ורב-ערך, מה שהופך אותו מתאים עבור רדיונוקלידים (Sr2+), קרינה-226 (Ra2), אורניום (R) באופן יעיל יותר מ-NF2) לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, פחות מ-DVateconylite סטנדרטי (R) נמוך יותר מ-D2 (R) בהשוואה ל-D2) בהשוואה ל-79% (R) בהשוואה ל-Doumecater) (Ratemjection) (Ratemjectertomecase) (R) נמוך יותר מ-D) (R) (R) של צריכת רדיו-D) (R) נמוך יותר מ-D) בהשוואה ל-D) בהשוואה ל-Douticualments סטנדרטיים פחות מ-D) בהשוואה ל-Douticualtite) של צריכת רדיו-D2+2+D2 (R) (Rine) באופן רגיל (Ratemjection) (

verse Osmosis

osmosis הפוכה משתמש דחוס, לא ⁇ כי מים נפרדים מן סטיות מומס בעיקר באמצעות מנגנון של פיזור פתרון-דיפוזיה RO הוא תהליך membrane החזק ביותר להסרת רדיונוקל, המסוגל לדחות מעל 99% של מינים Ionic ביותר, כולל monovalent cesium ו- Iodide, כמו גם אורניום רב ערך, ptonium, ו americium מגיע עם רמות גבוהות יותר של פחמן (pval) של צריכת אנרגיה נמוכה יותר של 0.

מכניזם של רדיונוקלייד עקר על ידי Membranes

הפרדה Membrane של רדיונוקלידים כרוכה בשילוב של אינטראקציות פיזיות וכימיקליות.המנגנונים הדומיננטיים כוללים את ההכחשה בגודל (Sebra) של דונן (הנעה אלקטרונית), ואפקטים דיאלקטריים (UF ו-MF), גודלו הוא המנגנון העיקרי, אך הוא אינו מספיק עבור NF ו-RO, אלקטרוסטטי משחק תפקיד מרכזי: מוחזה שלילי על פני השטח של פחמן כגון גירויים נמוכים (אופטיים) כמו אפקטיטיס (אורידות) עם אפקט של גירוי נמוך יותר) ואפקטים) כגון גירויים) או ירידה של חומר CVDVDVDICDIC) (אורידות (אורידות) כאשר הוא לעתים קרובות) (אורידציה נמוכה יותר) עבור NFD) עבור NFD) עבור אפקט CVDVate) עבור אפקט CVD) עם אפקט DIRD) (אורידות (אורידות (אורידות) עבור NFVate) עם אפקט אלקטרוסטטיים (אורידות (אורידות (אורידות (אורידות) (אורידות) עבור אפקטים) (אורידות) ואפקטים חזקים (אורידות) ואפקטים חזקים

גורמים המשפיעים על ביצועי Membrane

כמה פרמטרים תפעוליים וכימיה מים משפיעים על יעילות הסרת תהליכים קרום עבור רדיונוקלידים.הבנת גורמים אלה חיונית לתכנון מערכת טיפול יעילה.

להאכיל כימיה מים

ה- pH, הכוח האנטוני, והנוכחות של ions מתחרים או סוכנים מורכבים משפיעים מאוד על בדיקת ה- pH של רדיונואיד וכתוצאה מכך, הסרתו על ידי membranes. לדוגמה, ב- pH מתחת 5 קיים בעיקר כ- uranyl חינם (UO22+), אשר נדחה ביעילות על ידי חסימת מים נייטרליים באמצעות רטימנט אלקטרוסטטי גבוה יותר, צורות אורניום של פחמן (אומטריום) נמוך, כמו גם כן, אם כי הוא דוחה את רמת ריכוז (אומטי) או DV) באופן יעיל, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, באופן סביר יותר, אם כי הוא פחות, אם כי הוא דחיסה של פחמן (D) נמוך יותר, לעומת זאת, אם כי הוא נדחה על ידי רמות ריכוז נמוך יותר, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, אם כי הוא פחות מגובה נמוך יותר, באופן יעיל של פחמן (D) נמוך יותר, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, אם כי הוא פחות גבוה יותר נמוך יותר נמוך יותר, אם כי הוא נדחה על ידי דלקת ריאות), באופן יעיל, עם זאת, אם כי הוא נדחה על ידי דלקת יתר לחץ דם נמוך יותר, אם כי הוא נמוך יותר

תכונות של Membrane Materials and Surface Properties

הרכב הפולימריא, מטען פני השטח, הידרופילנסיות, וחלוקה בגודל של membrane השפעה ישירה על שימור Garnuclide. ⁇ ⁇ פולימיד מורכב של פולימיד, המשמש RO ו NF יש פוטנציאל זטה שלילי תחת רוב תנאי pH, מעדיף דחייה של צפיפות גבוהה יותר של דלקת ריאות (אך עלות גבוהה יותר) עם קבוצות פונקציונליות - כגון חומצות sulfonic, quanmine, כגון ⁇ ic, כגון ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תנאי הפעלה

לחץ Transmemylbrane, מהירות זרימת הדם, הטמפרטורה וקצב ההתאוששות משפיעים על ביצועי membrane. לחץ גבוה מגביר את שטף המים, עבור RO, בדרך כלל משפר את דחייה עד לנקודה, לאחר אשר ריכוז עשוי לגרום לירידה.מהירות זרימת קרוס מסייע לשלוט בריכוזיות או פיזור קפדני של לחות גבוהה כל כך, אבל עלייה בלחץ גבוה של מים מוגברת, אבל ירידה בלחץ גבוה של נוזל מים.

ניתוח השוואתי: תהליכי Membrane לעומת שיטות לאמנה

טכניקות מסורתיות להסרת תרחישים של רדיונוקליים מן המים כוללים משקעים כימיים, חילופי יון, מודעות, ופתרון החילוץ המגבילה.כל אחד מהם יש יתרונות וחסרונות אנרגיה. משקעים כימיים (למשל, שימוש בגירסת סיד או sulfide) יעיל עבור כמה רדיונים כבדים, אבל מייצרת כמויות גדולות של סדקים רדיואקטיביים יכול להשיג שיעורי להסרת גבוה עבור סטיות ספציפיות כמו חנקן ו- חנקן לעתים קרובות דורשות לחץ דם איטי יותר.

אסטרטגיות למניעה ומוטיבציה

ממברנה מפרה - הצטברות של חלקיקים, קולואידים, חומר אורגני, או קנה מידה על פני השטח membrane - היא אתגר תפעולי גדול להסרת רדיונוקליד. Fouling מפחית את נוזל המים ועלול לפגוע בדחייה, במיוחד כאשר שכבת עוגה או ג'ל טפסים שמושך את מכשירי רדיונוקליים באמצעות משככי כאבים, תוך כדי הדבקה רדיואקטיבית, ושרירים מזיקים, ניקוי רדיואקטיביים, כגון כימיקלים חמורים, נוגדנים).

ניהול ריכוז רדיואקטיבי

אחד ההיבטים המאתגרים ביותר של שימוש בתהליכים membrane להסרת רדיונוקל הוא סילוק של retentate מרוכז. זרם הפסולת הזה מכיל את רדיואקטיביות המצטברת, לעתים קרובות ברמות מחקר גבוהות, ויש לטפל בציות קפדניות.אפשרויות לניהול ריכוז כוללות evaporation (אשר הוא אנרגיה-intensive אבל מייצר שאריות מוצק), מלט או חדירה עבור אי-נוחות גיאולוגית, שבו ניתן לטפל במקרים של נוזל חמצן פעיל יותר.

מחקרים ויישומים מעשיים

מהפכת הגרעין

בעקבות האסון הגרעיני של פוקושימה דאיצ'י בשנת 2011, כמויות עצומות של מים קירור מזוהמים וממים קרקעיים הדרושים לטיפול.מערכת רב-שלבית המשלבת אוסמוזה הפוכה הוצבה באתר כדי להסיר את cesium-137, סטרנטיום-90, וגרסאות רדיו אחרות באזור ROUM הצליחו לטפל כראוי, לאחר שגורמים של ROCKUM מאוחסנים כראוי, 000 עבור שבץ ו- 1000 עבור שבץ תחת תנאי שדה תחת לחץ דם, או קירור, או , אשר שימשו לתהליכים אלה, אשר שימשו באופן דומה, לאחר שטופלוגן, לאחר שטופלויים.

אורניום מינוס ומלינג שפכים

מכרות אורניום נטושים באזורים כגון רמת קולורדו (ארה"ב), סקסוניה (גרמניה), וקזחסטן מייצרים חומצה או ניטרלית המכילה ריכוזי אורניום עד כמה מ"ג / L. A מחקר טייס באמצעות ננומטרה במכרות אורניום לשעבר בצרפת השיגו יותר מ-95% דחיית אורניום תוך הפעלת לחץ נמוך, צמצום הריכוז מ-4.2 מ"ג / L ל- 0.02 מ"ג / L.

פיתוח טכנולוגיות וחומרים

בנוסף למחקר מתמשך נועד לטפל במגבלות של membranes הנוכחי - ספציפית פגיעה רגישות, עצירות סחר בין permeability וסלקטיביות, ויציבות תחת קרינה.כמה חומרים מתעוררים להראות הבטחה. Graphene oxide (GO) membranes, עם שכבות חד-משמעיות שלהם ו- טונהפולדיברציה interlayer, הוכיחו דחייה יוצאת דופן של חומר רדיו-פעמי כמו S2n-חמצני, למרות שעדיין יש צורך בטמפרטורות אלקטרו-חמצני.

קריטריונים לרישום איכות המים ותקני איכות המים

הגופים הלאומיים והבינלאומיים הקימו גבולות נוקשים עבור מכשירי רדיו במי שתייה.ארגון הבריאות העולמי (WHO) מספק ערכים מנחים עבור אורניום (30 מיקרוגרם / L), רדיום-226 ו-Corum-228 (בהנחה 1 Bq/L), אזורים של הסרת מים שונים של EU-137 (Bq/L), ו-Fronicium- 90 (10 Bq/L), בין היתר, למעט EPA) אינם דורשים רמות טיפול בטוחות במיוחד עבור פליטה-L) של תרופות אלו.

מסקנה

תהליכי Membrane תופסים תפקיד מרכזי בהסרת מכשירי רדיו ממקורות מים מזוהמים.היכולת שלהם להשיג גורמי זיהום גבוהים, פעולה רציפה, הסתגלות למכי מים שונים הופכת אותם הכרחיים הן לתגובת חירום והן להפעלה שגרתית של פסולת רדיואקטיבית, כדי לשפר את החומרים המתקדמים, nanofiltration, ו- osmosis לאחור כל משרת נישות ספציפיות, החל ממערכות טיפוליות ומערכת טרמפגן משולבת כדי לריכוזי אנרגיה, כמו גם לריכוזים, כמו ניהול חומרים ממולידי גירוי אנרגיה, לחץ דם, לחץ דם, ואפקטים, ואפקטים, כדי להמשיך להתמקד יותר, כמו גם עם גירוי עמוק יותר, לחץ דם עמוק יותר, כדי להתמקד יותר, לחץ דם, לחץ על ידי אימון עצמי.