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​从水中过滤放射性元素 大大减少废物量

放射性元素 核电站 过滤器
发布:2020-09-30 15:20:23     来源: 苏黎世联邦理工学院
福岛核事故仍然铭刻在人们的记忆中。这是一场灾难,导致释放出大量受放射性污染的水,随后核电站的经营者必须对其进行清理。他们使用的一种方法是反渗透,但并不是特别有效。尽管可以通过这种方式净化多达70%的污水,但放射性元素会积聚其余30%。其中一些元素具有很高的放射性,并且可以保留数千年。从目前的情况来看,日本政府计划在2022年向太平洋倾倒这种总计超过一百万升的水。
 
苏黎世联邦理工学院食品与软材料教授Raffaele Mezzenga说:“如果他们使用了我们的过滤器,就不需要了。” 四年前,他和他的资深科学家Sreenath Bolisetty展示了他们发明的一种过滤膜的发明,该过滤膜主要由变性的乳清蛋白和活性炭制成。
 
研究人员在当时的出版物中展示了他们的产品从水中去除重金属,铀等放射性元素以及金或铂等贵金属的效率如何。

 
过滤器也适用于放射性同位素
 
现在,Mezzenga和Bolisetty已使用其膜来净化被放射性元素污染的医院污水。在研究过程中,两位研究人员发现他们的过滤器也能有效去除这些物质。他们的研究最近发表在《环境科学:水研究与技术》杂志上。
 
实验室测试表明,该膜能够在仅一步过滤的情况下从水中去除医学领域使用的放射性核素-99m,碘-123和镓-68,效率超过99.8%。
 
研究人员还用瑞士一家医院的真实废水样本测试了其滤膜,其中含有放射性碘-131和and -177。它几乎完全从水中去除了这两种元素。
 
放射性物质的存储需要空间
 
医疗专业人员使用放射性核素来治疗癌症,例如,或在成像程序中用作造影剂。在大多数情况下,这些材料仅具有轻微的放射性,半衰期短,仅为几小时或几天。
 
但是,不允许将含有这些物质的医院污水或接受过这些物质治疗的患者的人类废物排入下水道系统。因此,医院必须将废水安全可靠地存储在特殊的容器中,直到放射性降至无害水平为止。这就产生了空间问题。但这不是唯一的问题。还必须确保保护人员和环境免受辐射。
 
膜大大减少了废物量
 
Mezzenga说:“借助我们的膜,可以极大地减少废物量,并将辐射元件存储为紧凑的干燥固体。” 他解释说,一旦膜达到其最大吸收能力,就可以以不占用太多空间的方式进行更换和存储。然后可以将过滤后的液体安全地排入下水道系统。
 
该研究的合著者Bolisetty于4年前共同创立了BluAct Technologies GmbH。现在,他的公司正在与一家大型瑞士医院一起准备一个试点项目,该医院渴望测试放射性废水的过滤。他相信该项目将很快启动并运行。目前正在进行谈判以建立实施过滤器的安全方法。
 
Bolisetty还正在与一家参与福岛清理工作的日本公司进行谈判,内容涉及使用滤膜处理受污染的水样。他的目标是找出它是否能够可靠地去除大部分放射性元素,以及是否适合处理大量放射性元素。
 
滤膜广泛有效
 
根据他们当前研究的结果,ETH教授Mezzenga认为该产品具有所需的功能。他说:“滤膜可广泛消除放射性同位素。” 原则上,元素周期表中处于被测极端值(即tech和铀)之间的所有放射性同位素均与膜结合。这些物质包括放射性铯,碘,银和钴,所有这些物质都存在于从福岛泄漏的水中。也存在大量的;。因为它太小,这是唯一不会与膜结合的元素。
 
玻利塞蒂说:“如果我们的假设是正确的,滤膜可以大大减少福岛的废水量,这意味着不必将放射性水倾倒到太平洋中。” 他解释说,充满高放射性元素的过滤器可以以固体形式存储,例如,与核电厂的旧燃料棒一起存放。
 
生产滤膜不是特别困难。所用的乳清蛋白是乳制品工业的废品,价格便宜,可在任何地方使用。活性炭组分也容易获得。博利塞蒂说:“我很肯定日本现在可以开始使用滤膜,并以此解决严重的环境问题。”

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