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Selective extraction of minor actinides from high activity liquid waste by organized matrices

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Innovative Partitionierung hoch aktiver nuklearer Abfälle

In einem erfolgreichen, von der EU finanzierten Projekt gelang jetzt die Entwicklung eines vereinfachten Prozesses zur selektiven Extraktion der möglicherweise toxischen Minor-Aktinoide aus hoch aktiven nuklearen Abfällen.

Klimawandel und Umwelt

Eines der wichtigsten Ziele aller Programme zum Management von radioaktiven Abfällen ist die Reduktion hoch aktiver Konzentrate vor der Endlagerung. Hier stellen Minor-Aktinoide, die bei der Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrennstoffe anfallen, möglicherweise hoch toxische Abfälle dar. Aus diesem Grund werden sie mit Partitionierungstechniken selektiv aus Lösungen entfernt und unter Anwendung von Elementumwandlungsverfahren weiter abgebaut, wobei langlebige Isotope in kurzlebige umgewandelt werden. Zur gegenwärtigen Praxis gehört eine dreistufiger Separationsprozess für Elemente wie Americium und Curium, die in hochradioaktiven Konzentraten enthalten sind. Unter Nutzung früherer Forschungsarbeiten zur erhöhten Selektivitätseigenschaften spezieller Substanzen beschäftigten sich die Partner des Projekts CALIXPART intensiv mit funktionalisierten Calixerenen für die Entwicklung eines einstufigen Verfahrens zur Extraktion dieser beiden Elemente. Dazu wurden neu synthesierte, funktionalisierte CMPO-Calixarene eingehend untersucht, wobei ein quantenchemischen Molekularmodell für diese Substanzen erstellt wurde. Überdies wurden verschiedene Tests durchgeführt, so auch Stabilitätstests zur Stickstoffmedienkonzentration, Hydrolyse und Radiolyse. Weitere Analysen der Forscher waren Studien zur Komplexbildung für drei unterschiedliche Arten von Verbindungen sowie Extraktionsstudien für etwa hundert Verbindungen. Die ermutigenden Ergebnisse belegen das hohe Potenzial von Calixarenen für ihre weitere Verwendung bei der effektiven und sicheren Separation in zukünftigen Partitionierungsverfahren. Das Bild zeigt : dioctylETM: KC104: H2O, RX structure.

Schlüsselbegriffe

Partitionierung, hohe Aktivität, nukleare Abfälle, Minor- Aktinoide, Americium, Curium, Calixarene

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