在核废料处置处理中,长寿命放射性镧系和锕系元素在环境介质上的吸附和化学形态,对于评估和分析其对环境和人类健康的潜在危害具有重要的意义。本项目主要利用静态法、动态法和光谱法(TRLFS和EXAFS)研究放射性核素Eu(III)和Cm(III)在蒙脱石和正长石上的吸附、解吸、微观结构和形态分析。通过研究不同pH值、不同离子强度和不同温度条件下的吸附和光谱分析,得到Eu(III)和Cm(III)在粘土矿物上的吸附和机理。利用电镜和光谱等技术研究腐殖酸对Eu(III)的吸附和形态的影响,采用离子交换树脂(Chelating Resin)研究矿物颗粒上放射性核素Eu(III)的解吸性质和解吸动力学,利用模型对实验数据进行理论解释和数值模拟。
radionuclide;oxide;bentonite;sorption;microstructure
放射性核素环境污染是核能利用中重要的问题。放射性核素与环境介质的作用以及在环境中的化学形态和微观结构,对评价放射性核素对环境污染和人类健康具有重要的意义。在本项目中,我们主要利用静态法和同步辐射技术(EXAFS)研究了不同实验条件和腐殖酸对放射性核素Eu(III)、Cm(III)和Ni(II)在氧化物和膨润土上的吸附、微观结构和化学形态的影响,阐明了放射性核素Eu(III)、Cm(III)和Ni(II)在氧化物和膨润土上的吸附性质和相互作用机理,尤其是在分子水平上给出了放射性核素在环境介质上的化学形态随作用时间的变化关系,结果表明放射性核素在氧化物和膨润土上的吸附微观结构和存在形态随作用时间和腐殖酸的存在而发生变化,腐殖酸在放射性核素和粘土矿物之间起到了桥梁的作用。项目的研究结果对于分析放射性核素在环境中的化学行为,评价放射性核素对环境的潜在污染,具有重要的科学价值和意义。在项目的支持下,培养博士生4名,其中1人获中科院院长特别奖,2人获中科院院长优秀奖。项目负责人2012年获国家杰出青年基金等。