Радиохимия

Приведены результаты опытов по термохимической денитрации азотнокислых растворов U и Pu с получением смешанных формиатов урана–плутония и последующим восстановлением смеси в Ar–H₂ (5 об%) с получением порошка смешанного диоксида U–Pu. Полученные продукты исследованы и охарактеризованы методами рентгеновской дифракции, флюоресценции и спектроскопии КР. По результатам проведенных анализов в порошке было идентифицировано образование как твердого раствора (U,Pu)O₂ с содержанием Pu 5 мас.%, так и UO₂. После обработки порошка методом вихревого смешения были изготовлены таблетки высокой плотности и с однородной структурой.

Исследовано поведение ряда РЗЭ и Am(III) при их экстракции соединениями железа и марганца с дибутилфосфорной кислотой (ДБФК) в различных растворителях из растворов азотной кислоты. Впервые показано, что при увеличении концентрации железа и марганца в органической фазе наблюдается увеличение коэффициентов распределения РЗЭ и в ряде случаев заметное изменение степеней разделения элементов. В различных растворителях наблюдается существенное различие степеней разделения элементов. Увеличение степеней разделения пар элементов может достигать значительных величин. Например, степень разделения пары Er/Dy в толуоле возрастает в 5 раз, пары Dy/Tb в хлороформе – в 7 раз. Использование декалина в качестве растворителя приводит в большинстве случаев к максимальному увеличению коэффициентов распределения РЗЭ. В системе с растворителем о-нитротолуол (ОНТ) при определенном соотношении ДБФК к Fe(III) степени разделения америция и РЗЭ (кроме церия) достаточно велики, что может позволить осуществить их разделение. Высказано предположение о влиянии переходного металла и растворителя на распределение и разделение РЗЭ.

Исследована экстракция иттербия растворами моно(2-этилгексилового) эфира 2-этилгексилфосфоновой кислоты (HEH[EHP]) в гексане из растворов азотной кислоты при концентрации HEH[EHP] 0.5–2.0 моль/л, кислотности 0.1–2.0 моль/л и концентрации лантанида от 0.1 до 5 г/л. Показано, что зависимости коэффициентов распределения иттербия от кислотности раствора описываются выражениями типа lgD = alg[H⁺] + b, при этом значение коэффициента a зависит от концентрации экстрагента и концентрации лантанида, варьируясь в диапазоне от –1.26 до –3.0. Вероятная причина – экстракция как по катионообменному, так и по сольватному механизму. Предложена модель, описывающая зависимость коэффициента распределения иттербия от его концентрации в водной фазе при различных концентрациях экстрагента и кислотностях. Показана удовлетворительная сходимость модели с экспериментальными данными.

В Радиевом институте им. В.Г. Хлопина (РИ) при разработке технологии экстракционного фракционирования жидких высокоактивных отходов (ВАО) накопился и временно хранился азотнокислый реэкстракт изотопов цезия, содержащий до 6.0 × 10¹¹ Бк/дм³ (16.3 Ки/дм³) ¹³⁷Cs. Для отверждения этого раствора был разработан и реализован периодический процесс с использованием пористого неорганического материала (ПНМ) «Губка». В ходе проведения работ было отверждено ~18 дм³ жидких ВАО использованием 12 блоков «Губки», при этом объем ВАО сократился примерно в 50 раз. Блоки были помещены в специальные контейнеры, которые после герметизации сваркой, были отправлены на площадку филиала ФГУП РосРАО, г. Сосновый Бор.

Изучена возможность введения дейтерия в дофахин – соединение, состоящее из хинонового и дофаминового фрагментов. Установлено, что изотопный обмен может быть осуществлен с дейтериевой водой в присутствии трифторуксусной кислоты (ТФУК) и HCl. Оптимальные условия – использование ТФУК при температуре 80°С. Для активации изотопного обмена в реакционную смесь в дополнение к кислотной компоненте добавляли катализаторы на основе иридия или палладия (5% Pd/Al₂О₃, 1,1,1,5,5,5-гексафторпентан-2,4-дионат циклоокта-1,5-диенилиридия(I)). Препаративный синтез [D]дофахина проводили при изотопном обмене с дейтериевой водой (D₂O : ТФУК 5 : 1, 80°С, 3 ч). Получен [D]дофахин с выходом 20% и содержанием дейтерия в молекуле 1.2–1.4 атома. Содержание дейтерия в дофаминовом фрагменте находится в интервале 1.2–1.3 атома. Хиноновый фрагмент содержал примерно 4–7% изотопа.