Применение макроциклических полиэфиров для интенсификации процесса сухой очистки поверхности от радионуклидов

Изучен процесс очистки от ионов 137Cs и 90Sr поверхности нержавеющей стали методом отслаивающихся полимерных пленок. Согласно этому методу экстрагирующий раствор поливинилбутираля в диоксане, содержащий различные краун-эфиры в качестве добавок, увеличивающих эффективность экстракции радионуклидов, наносится на поверхность. Полимерная пленка образуется на поверхности вследствие испарения растворителя из экстрагирующего раствора. После завершения процесса экстракции полимерная пленка, содержащая радионуклиды, удаляется и утилизируется. Исследован процесс экстракции ионов 137Cs и 90Sr из нейтральных водных растворов анионитами АН-221 и АН-511, модифицированными краун-эфирами. Показано, что коэффициенты распределения при экстракции 137Cs возрастают в ряду 12-краун-4 < 18-краун-6 < дициклогексил 18-краун-6 < 15-краун-5, а при экстракции 90Sr – в ряду 15-краун-5 < дициклогексил 18-краун-6 < 18-краун-6 < 12-краун-4. Проведено сопоставление структурных характеристик комплексов Cs и Sr с краун-эфирами, взятых из Кэмбриджской базы структурных данных (версия 2013 г.), и данных по экстракции ионов 137Cs и 90Sr из водных растворов. Обнаружено, что расстояния между двумя комплексообразующими атомами (O–Cs или O–Sr) уменьшаются с ростом соответствующих коэффициентов распределения. Для различных краун-эфиров измерены зависимости остаточной радиоактивности (137Cs и 90Sr) от кратности процедуры нанесения/удаления полимерной пленки на поверхность/с поверхности. Обнаружено, что при добавлении к экстрагирующему раствору (полимерной пленке) краун-эфиров эффективность дезактивации возрастает на два порядка, причем при экстракции 137Cs наиболее эффективными добавками являются дициклогексил-18-краун-6 и 15-краун-5, а при экстракции 90Sr – 12-краун-4. Радиоактивность поверхности после трехкратной обработки растворами (полимерными пленками) с такими добавками имеет значения, близкие к фоновым.