Holagenidionok és céziumion szorpciója és migrációja háromértékű kationcserélt bentonitban

Abstract

Kísérleteim azt mutatják, hogy a mintavételes és a szeleteléses módszerrel kapott értékek igen jól egyeznek, ebből arra következtethetek, hogy mindkét módszer jól alkalmazható a migrációs együttható meghatározására. Háromértékű kationok cseréje a bentonit agyagkőzetek esetén sikeresen megvalósítható. A ritkaföldfémionok vizes oldatból bevihetők. A vas(III)-ionok hidrolízise miatt a vas(III)-bentonit előállítása acetonos közegből történt. Ez azonban nem akadályozza meg, hogy hidrolízis a rétegközi vízzel végbemenjen, melynek során vasoxid- hidroxid réteg képződik. Különösen érdekes, hogy a hidrolízis során felszabaduló hidrogénionok a vas(III)-bentonit vizes szuszpenzió pH-ját kb. 2-re csökkentik, amely katalitikus szempontból lehet érdekes. A vas(III)-bentonit a természetes kalcium-bentonitnál lényegesen nagyobb mértékben köti meg a jodid aniont, ami a jodid-trijodid átalakulással értelmezhető. Migrációs tulajdonságait tekintve a kloridionok esetén valamennyi háromértékű ionnal cserélt bentonit a hibahatárokon belül azonosan viselkedik, vagyis a negatív rétegközi térből kizáródó anionok a szabad pórusokban mozognak. Különbség van viszont a céziumionok migrációjában. A vas(III)-bentonit esetén a rétegközi térben kialakuló vas-oxid-hidroxid akadályozza a céziumionok megkötődését, azok migrációjának sebessége így nagyobb, mint a ritkaföldfémionokkal cserélt bentonitban, ahol a szorpció jelentős maradhat. A céziumion migrációs együtthatója a ritkaföldfémionkkal cserélt bentonitban nagyon hasonló a természetes kalcium-bentonitban mért értékhez. A radioaktív izotópok tárolása szempontjából ezeknek a tapasztalatoknak az a jelentősége, hogy nagy a vasion-tartalmú felszín alatti víz estén a bentonitban is felléphet ez a jelenség, vagyis a kationok migrációsebessége felgyorsulhat, míg ritkaföldfémek esetén a migráció sebessége lelassul, tehát a kicserélődés még végbe mehet.