AP19577049 Өнеркәсіптік суларды радионуклидтерден тазарту үшін биомассалық сорбенттерін синтездеу, сипаттау және физика-химиялық зерттеу
Жобаның мақсаттары: (1) химиялық белсендiру, гидротермальдық әдiстi пайдалана отырып азотпен толықтыру жолымен белсендiрiлген көмiрлердi синтездеу, (2) материалды сипаттауды орындау және (3) Ұлттық атом орталығының (Курчатов қаласы) өнеркәсiптiк үлгiлерi үшiн олардың қолданылуын тексеру.
Өзектілігі:
Бұл жоба шешетін проблема радиоизотоптарды тұщы суға (мысалы, Шу өзенінде, Оңтүстік Қазақстан) сілтілейтін қолданыстағы уран кеніштерінің (барлығы 129) нәтижесінде Қазақстанның радиоактивті ағындарды тазартуға деген өсіп келе жатқан қажеттілігінде (1); ауруханаларда радиоизотоптарды (мысалы, 124I және 131I) (2) пайдалана отырып емдеудің қазіргі заманғы биомедициналық әдістері; елде атом энергетикасын болашақта енгізу (3) және ядролық қаруды сынау жүргізілген полигонды (Семей сынақ полигоны (ССП) және қоршаған ортаға радионуклидтердің (137Cs) көзі болып табылатын полигонды дезактивациялауды қолдау.
Бұған біздің көзқарасымыз ластанған ағынды сулардан радионуклидтерді аулауға арналған құрылғы дайындалады. Құрылғы лигноцеллюлозаға бай ауыл шаруашылығы қалдықтарының биомассасын (жаңғақ, күріш, қарақұмық қабығы) құрамында көміртегі бар материалға айналдыру жолымен дайындалатын болады. Бұл көміртекті материалдар жоғарыда көрсетілген радионуклидтерді ұстауға қабілетті белсенді орталықтарды енгізу үшін түрлендірілетін болады (күкірт, азот, күміс және ферроцианид). Құрылғы гидротермальды синтез, пиролиз және пиролиз әдістерімен жүргізіледі. Ол үшін термиялық өңдеуге дейін және одан кейін түрлендіру сыналатын болады. сорбент көміртегі монолитіне (ұнтақ тәрізді көміртегі мен шайырдан) қосылады. Көміртегі материалдары сәулеленуді, Осы зерттеу шеңберінде радиоизотоптық құмнан алынған сорбентті қайта пайдалану кезінде алу зерделенетін болады. Құрылғының бетінің ауданы > 200 м2 болады және мезо (2-50 нм) мен макропористілікті (> 50 нм) қамтиды, радионуклидтердің шоғырлануын әрбір циклға 50% -ға төмендетеді, рециркуляциялық режимде жұмыс істейді және қолдануға сәйкес келетін рН кең диапазонындағы суды өңдеу мүмкіндігі болады деп болжанады. Бұл нәтижелер Q1 (3) журналдарында жарияланады, жергілікті және халықаралық конференцияларда (3) ұсынылады және әлеуметтік желілерде тұрақты жарияланады. Бұл зерттеу ісін жаңа бастаған зерттеушілерді даярлауға көмектеседі (4) және олармен ынтымақтастықта ел университеттерінің деңгейін арттыруға ықпал ететін болады. Командада технологиялық дайындық (TRL3) деңгейінде құрылғы өзегінің тұжырымдамасы (тек биомасса түрінен сорбент дайындау) және бұрын өндірілген көміртегі негізіндегі материалдардан пилоттық өндіріске дейін масштабтау тәжірибесі бар, олар қазір коммерциялық тұрғыдан қолжетімді. Біз TRL 6-ға қол жеткізуге ұмтылудамыз, бұл құрылғыны коммерцияландыруға жақындатады және Қазақстандағы жұмыс орындарына әсер етеді, сондай-ақ қоршаған ортаның денсаулығына әсерін тигізеді, әсіресе құрылғы масштабталған кезде. Тартылған ғылыми ұйымдардың қатарына Қ.И. Сәтбаев атындағы ҚазҰТЗУ, атап айтқанда көміртегі материалдары саласында тәжірибесі бар, Ұлттық ядролық орталық (Курчатов қаласы) кіреді, ол технологияның түпкі пайдаланушысы болады және құрылғының көмегімен радионуклидтерді бөлуге сынақтар жүргізетін болады, сондай-ақ халықаралық сондай-ақ материалдардың талдамалық сипаттамасында, нанотехнологияларда, сарқынды суларды тазартуда тәжірибесі бар және атом, әскери және су өнеркәсібімен байланысы бар Кингстон университетін (Ұлыбритания) қамтитын халықаралық ынтымақтастық. Барлық ұйымдар бұрын жекелеген консорциумдарда ынтымақтасқан. Бұл жоба радионуклидтерді дезактивациялау үшін тиімді құрылғыны дайындауға, оны зертханада және екі тиісті сценарийде валидациялауға (ластанған тұщы су мен ядролық қалдықтарды тазарту) ең жақсы тәсілді табуға мүмкіндік береді.
Осы жоба шеңберінде радионуклидтермен ластанған және тұщы су ағыстары (шахталар және ядролық сынақтардың бұрынғы полигондары) бар қазақстандық объектілерді неғұрлым қауіпсіз ететін құрал әзірленетін болады. Бұл шешілуі тиіс өзекті мәселелер. Бұл сондай-ақ Қазақстанға ауруханалардан радиоактивті қалдықтарды өңдеуге мүмкіндік береді. Ақырында, бұл ядролық қалдықтарды басқаруды жақсартуға және пайда болатын радиациялық ластанудан сарқынды суларды қорғауға көмектесе отырып, Қазақстанның атом өнеркәсібін енгізуге дайындығын қолдайды. Бұл зерттеудің нәтижесі халықаралық мәнге ие болады, өйткені қаралып отырған проблемалардың жаһандық мәні бар.
Ғылыми жетекшісі: PhD, К.К. Құдайбергенов
Жобаны орындаушылардың сандық және сапалық құрамы: 7 орындаушы, құрамы: 3 PhD докторы, 2 магистр, 2 бакалавр.
Алынған нәтижелер:
Сорбенттерді алу технологиясы әзірленді. Қарақұмық қалдықтарынан (457 мг/г), күріш қабығынан (462 мг/г) және жаңғақ қабығынан (459 мг/г) алынған активтендірілген көмір сериясына 127I уытты емес тұрақты изотопы мысалында радионуклидтер сорбциясының кинетикасы мен изотермасы зерттелді.
Жобаның басталуы - 2023 жыл
Іске асыру мерзімі: 2023-2025 жж.