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新技术可快速清除溶液中放射性铯

科普小知识2022-08-18 19:19:14
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新华社东京2月27日电(记者兰建中)由日本冯静恩大学井之原快彦教授领导的一个研究小组最近宣布,他们已经开发出一种新技术,可以高速去除溶液中的放射性铯。这项技术可以将铯离子吸附到更小尺寸的多孔铝电极上。

该研究小组制作了一个由东京铝业公司开发的带有大量细孔的铝板负极,并以碳材料作为正极形成了回路。负极铝板长4厘米,宽1.5厘米,尺寸小。将正负电极放入含有放射性铯的溶液中,并施加100伏的电压后,铯原子将失去外部电子,变成阳离子,然后被吸引到负电极,钻入多孔铝板。

研究小组用50毫升含放射性铯的溶液进行了实验,其浓度相当于每公斤溶液130亿贝克勒尔。根据日本的核安全标准,当放射性铯的活度超过200贝克勒尔时,每千克水中的放射性铯被认为是不可饮用的。实验结果表明,将电极放入溶液中工作约3分钟后,溶液中无法检测到放射性铯。电极吸附铯的速度与电极的电压和面积成正比,吸附在负电极上的放射性铯不会自行返回到外面。

相比之下,如果将沸石制成具有相同面积的直接吸附材料,在上述50毫升溶液中去除相同浓度的放射性铯需要几天时间。2011年3月福岛第一核电站发生核泄漏事故后,TEPCO使用大量沸石作为吸附材料去除污水中的放射性铯。此外,沸石需要经常更换,为此使用大型设备。

今后,近畿大学的研究小组将研究上述“电极除铯”方法是否适用于吸附其他可电离成阳离子的放射性元素。

据日本媒体报道,参与这项研究的专家正在申请这项技术的专利,并准备与机械和设备制造商合作,生产处理福岛第一核电站放射性污水的成套设备。