Influence of iron(III) hydroxo forms and boric acid on the state of ruthenium-106 in aqueous solutions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The work examines the state of 106Ru in solutions simulating technological media and liquid radioactive waste from nuclear power plants with a VVER reactor, as well as the influence of the physicochemical state of the radionuclide on the efficiency of ion exchange and ultrafiltration treatment methods. During the study, the regions of existence of ionic and nonionic states of the radionuclide were studied in solutions of complex composition. In addition, the size distribution of particles containing 106Ru were established. The formation of complex compounds of 106Ru with polyborate ions in the neutral and slightly alkaline pH region has been shown, which leads to a decrease in the efficiency of decontamination of liquid radioactive waste from ruthenium radionuclides.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. Karankova

Joint Institute for Power and Nuclear Research—Sosny, National Academy of Sciences of Belarus

Author for correspondence.
Email: korenkova_olya@mail.ru
Belarus, Minsk 223063

A. Radkevich

Joint Institute for Power and Nuclear Research—Sosny, National Academy of Sciences of Belarus

Email: korenkova_olya@mail.ru
Belarus, Minsk 223063

V. Torapava

Joint Institute for Power and Nuclear Research—Sosny, National Academy of Sciences of Belarus

Email: korenkova_olya@mail.ru
Belarus, Minsk 223063

A. Dashouk

Joint Institute for Power and Nuclear Research—Sosny, National Academy of Sciences of Belarus

Email: korenkova_olya@mail.ru
Belarus, Minsk 223063

References

  1. Чиж В.А., Карницкий Н.Б., Денисов С.М., Нерезько А.В. Водоподготовка и водно-химические режимы ТЭС и АЭС. Минск: БНТУ, 2015. 107 с.
  2. Тяпков В.Ф., Шарафутдинов Р.Б. // Вестн. Госатомнадзора России. 2003. № 4. С. 8.
  3. Мальцева Т.В., Зинченко Ю.А., Добровольская И.Ю., Архипенко А.В. // Ядерн. и радиац. безопасность. 2012. № 4 (56). С. 37.
  4. Кравченко В.В., Цыганкова С.Д. // Энергетика. Изв. высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2020. Т. 63. № 1. С. 89.
  5. Крицкий В.Г., Березина И.Г., Родионов Ю.А., Гаврилов А.В. // Теплоэнергетика. 2011. № 7. С. 7.
  6. Гусев Б.А., Семенов В.Г., Ефимов А.А., Панчук В.В. // Вестн. СПбГУ. 2012. Сер. 4. Вып. 4. С. 110.
  7. Кулагина Т.А., Шеленкова В.В. // Журн. Сиб. фед. ун-та. Техника и технологии. 2017. T. 10. Вып. 3. С. 352.
  8. Zhang W., Liu T., Xu J. Preparation and characterization of 10B boric acid with high purity for nuclear industry. URL: https://springerplus.springeropen.com/articles/10.1186/s40064-016-2310-6. Date of access: 05.04.2024.
  9. Graff A., Barrez E., Baranek P., Bachet M., Benezeth P. // J. Solution Chem. 2017. Vol. 46. P. 25.
  10. Raynaud T., Bachet M., Benezeth P. Graff A. Zinc(II)–boron(III) aqueous complex formation between 25 and 70°C. https://doi.org/10.1007/s10953-023-01357-1. Date of access: 05.04.2024.
  11. Буслаева Т.М., Фесик Е.В., Кхан Н.А. // Тонкие хим. технологии. 2019. Вып. 14(6). С. 22.
  12. Zuba I., Zuba M., Piotrowski M., Pawlukojc A. // Appl. Radiat. Isot. 2020. Vol. 162. ID 109176.
  13. Rard J.A. Thermodynamic databases for multivalent elements: an example for ruthenium. URL: https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1103533/m2/1/high_res_d/5752074.pdf. Date of access: 28.03.2024.
  14. Schulz W.W., Metcalf S.G., Barney G.S. Radiochemistry of Elements: Radiochemistry of Ruthenium. Oak Ridge, 1984. 197 p.
  15. Kajan I. Transport and containment chemistry of ruthenium under severe accident conditions in a nuclear power plant: PhD Thesis. Gothenburg: Chalmers Univ. of Technology, 2016. 95 p.
  16. Karkela T., Ver N., Haste T., Davidovich N., Pyykonen J., Cantrel L. // Ann. Nucl. Energy. 2014. Vol. 74. P. 173.
  17. Johal S.K., Boxall C., Gregson C., Steele C. // ECS Trans. 2015. Vol. 66. N 21. P. 31.
  18. Устинов О.А., Якунин С.А., Воскресенская Ю.А. // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 3. С. 213.
  19. Schafer A.I., Mauch R., Waite T.D., Fane A.G. // Environ. Sci. Technol. 2002. Vol. 36. N 12. P. 2572.
  20. Benes P., Majer V. Trace Chemistry of Aqueous Solutions. General Chemistry and Radiochemistry. Prague: Academia, 1980. P. 83.
  21. Коренькова О. Б., Радкевич А.В., Вороник Н.И. // Изв. НАН Беларуси. Сер. хим. наук. 2021. Т. 57. № 3. С. 331.
  22. Давыдов Ю.П. Формы нахождения металл-ионов (радионуклидов) в растворах. Минск: Беларуская навука, 2011. 301 с.
  23. Перевощикова Н.Б., Корнев В.И. // Вестн. Удмурт. ун-та. 2006. № 8. С. 189.
  24. Karankova V., Radkevich A., Varonik N. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2023. Vol. 332. P. 4561.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Distribution coefficient of the radionuclide 106Ru on the cation exchanger (1) and anion exchanger (2) in the presence of Fe(III) hydroxoforms depending on the pH of the solution.

Download (64KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Distribution coefficient of the radionuclide 106Ru on the cation exchanger (1) and anion exchanger (2) depending on the pH value of the solution in the presence of Fe(III) hydroxoforms and boric acid in a concentration, g/dm3: a – 5, b – 10, c – 16.

Download (142KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of 106Ru retention by ultrafiltration membranes with a cutoff value of 1 and 10 kDa on the pH of the solution in the presence of Fe(III) hydroxoforms and boric acid in a concentration, g/dm3: a – 5, b – 10, c – 16.

Download (154KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Retention of 106Ru by an ultrafiltration membrane with a cutoff value of 100 kDa depending on the pH of the solution in the presence of Fe(III) hydroxoforms and boric acid in a concentration, g/dm3: 1 – 5, 2 – 10, 3 – 16.

Download (95KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dependence of the degree of sedimentation of particles containing 106Ru during centrifugation on the pH of the solution in the presence of 1 mg/dm3 Fe(III) and boric acid in a concentration, g/dm3: 1 – 0, 2 – 5, 3 – 10, 4 – 16.

Download (94KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Regions of existence of different states of 106Ru in solutions in the presence of Fe(III) hydroxoforms depending on the concentration of boric acid.

Download (121KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».