[发明专利]一种浸泡制备模拟铯榴石源芯的方法

说明书

一种浸泡制备模拟铯榴石源芯的方，属于核废料工业处理技术领域。本发明采用改性铝硅分子筛为基，添加少量的石墨，压制成型，浸泡吸附Cs，然后煅烧成型。该方法的步骤为:用HNO₃溶液处理铝硅分子筛；以石墨为润滑剂，按石墨占铝硅分子筛的质量百分比5‑10％混合，在3‑8MPa下压制成型；然后在空气气氛下，500℃‑700℃煅烧2‑4小时；采用浸泡吸附Cs的方式，静置吸附，取出后干燥；然后以10‑15℃/min的速率升温到1000℃，保温2‑4小时。本发明避免了在高温条件下固化Cs，解决了Cs的挥发问题，同时，保证了在放射条件下实验的安全性和可操作性，特别适用于放射性源芯的制备。

技术领域

本发明涉及一种模拟铯榴石源芯的制备方法,属于核废料工业处理及应用技术领域。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展不可或缺的物质基础，未来的能源应是“可持续发展和无害于环境的”这已为当今国际所共识。而全球能源资源储量有限，随着全球石油、天然气和煤炭资源的日趋短缺以及对京都协议的贯彻执行，核能已经被国内外很多国家视为最重要、最有潜力的新型能源之一，尤其是核能发电已在一些工业发达国家中得到了很大发展。但另一方面，核能生产过程中必然产生一定的核废物，尤其是核电站及其它核利用在运行中产生大量的高、中、低放射性废物。

我国主要采用分离嬗变的方案处理高放射性废液，首先采用TRPO流程将锕系元素萃取去除，接着采用冠醚和杯芳烃冠醚共萃取流程将放射性的Sr⁹⁰和Cs¹³⁷去除，实现从高放废液中选择性分离出Sr和Cs单独进行处置。分离出来的Sr和Cs可以作为放射源应用在医用检测方面。

铯榴石由于其固有的空间孔隙结构被认为是放射性铯的永久固封最佳载体。然而传统铯榴石的合成方法采用固体物质混合研磨，然后在1200℃的空气中煅烧而成；研磨容易造成放射性粉末损失，而高温煅烧铯离子容易挥发，造成放射性物质扩散，对环境有较大的危害。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术中铯的固定、挥发及损失问题，提供一种模拟铯源芯的制备方法。

本发明的技术方案如下:

一种浸泡制备模拟铯源芯的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将改性铝硅分子筛和石墨粉末混合均匀，其中石墨占铝硅分子筛的质量百分比为5-10％,然后在3-8MPa下压制成型；

2)将压制成型的固体在空气气氛下煅烧，去除石墨，得到预处理的样品；

3)制备硝酸铯溶液；测定所述改性铝硅分子筛饱和吸附Cs的含量；取饱和吸附Cs含量的20-100％的硝酸铯，，将预处理的样品浸泡到硝酸铯溶液中，静置吸附，取出后干燥，得到铯源芯前体；

4)将步骤3)所得铯源芯前体在10-15℃/min的速率升温到1000℃，保温2-4小时,自然冷却到室温，得到模拟铯榴石源芯。

上述技术方案中，所述改性铝硅分子筛饱和吸附Cs的含量为0.22g/g。

优选地，步骤2)中对压制成型的固体在空气气氛下的煅烧温度为500℃-700℃，煅烧时间为2-4小时。

优选地，步骤3)中所述的硝酸铯溶液的摩尔浓度为0.1mol/L；所述的静置吸附时间为10-18小时；所述的干燥温度为100-120℃，干燥时间为3-10小时；

本发明所述改性铝硅分子筛按照如下方法制备：

1)将铝硅分子筛加入到摩尔浓度为0.1mol/L的HNO₃溶液中，搅拌处理3小时，离心分离；其中铝硅分子筛与HNO₃溶液的重量比为1:3；

2)将分离后的样品在120℃下干燥3小时，自然冷却到室温，即得到改性铝硅分子筛