ИСТИНА

В настоящее время при разработке и оптимизации различных процессов выделения радионуклидов, таких как выщелачивание из минералов (в том числе in situ), экстракционное разделение и адсорбция, все чаще используются методы термодинамического моделирования и соответствующие термодинамические базы данных. Термодинамические модели фаз, представленные в таких базах данных, позволяют рассчитывать фазовые и химические равновесия в системах разной размерности, тем самым сокращая объем рутинных и не всегда безопасных работ по подбору условий выделения радиоактивных веществ. Обзор литературы по теме проекта свидетельствует о том, что термодинамические модели растворов радионуклидов, представленные в открытых источниках, во многом не соответствуют современным требованиям: 1) многие модели, инкорпорированные в базы данных, были построены без учета ряда уже опубликованных экспериментальных данных; 2) требуются дополнительные экспериментальные данные о термодинамических свойствах растворов для уточнения существующих или построения новых термодинамических моделей. В связи с этим общей целью работы является разработка и валидация согласованных экспериментальных и расчетно-теоретических подходов для построения термодинамических моделей растворов, представляющих интерес для оптимизации существующих и разработки новых технологий выделения радионуклидов. В качестве объектов исследования были выбраны сернокислые и азотнокислые растворы солей уранила и натрия. Кислые растворы представляют интерес прежде всего для технологических решений, в которых используются методы выщелачивания и экстракционного выделения радионуклидов. Уранил-катионы являются одной из наиболее стабильных форм урана в кислых растворах, а выбор в качестве одного из компонентов солей натрия объясняется значительной степенью их распространения в природных объектах, которые представляют интерес для выделения радионуклидов. С учетом выбранных объектов исследования конкретная цель работы - построение термодинамических моделей многокомпонентных растворов H2O – H2SO4 – UO2SO4 – Na2SO4 и H2O – HNO3 – UO2(NO3)2 – NaNO3 на основе экспериментальных данных, полученных в настоящей работе и опубликованных в литературе. В ходе выполнения предполагаемого проекта планируется: I. Реализовать новый экспериментальный метод определения термодинамических свойств растворов, который аналогичен широко распространенному изопиестическому методу за исключением того, что фазой-посредником является не газовая, а жидкая органическая фаза. II. С помощью нового экспериментального метода получить данные о термодинамических свойствах растворов H2O – H2SO4 – UO2SO4 – Na2SO4 и H2O – HNO3 – UO2(NO3)2 – NaNO3. III. Рассчитать параметры модели Питцера для систем H2O – H2SO4 – UO2SO4 – Na2SO4 и H2O – HNO3 – UO2(NO3)2 – NaNO3 на основании экспериментальных данных, представленных в литературе и полученных в рамках настоящего проекта. Научная значимость проекта определяется: 1) разработкой новой экспериментальной методики определения термодинамических свойств растворов, которая в дальнейшем может быть распространена на растворы другого типа и состава; 2) построением термодинамических моделей систем, которые представляют интерес для оптимизации существующих и разработки новых технологий выделения радионуклидов.