ИСТИНА

Целью работы являются: Экспериментальная отработка методик синтеза лигандов; Синтез лигандов; Проведение экстракционных исследований.

Technologies for nuclear energy, nuclear fuel cycle and safe management of radioactive waste (RW) and spent nuclear fuel (SNF) are included in the List of Critical Technologies of the Russian Federation, approved by the Decree of the President of the Russian Federation of July 7, 2011 No. 899 (clause 9). One of the "problematic" elements in the SNF reprocessing technology is technetium-99, a long-lived radionuclide (Т1 / 2 = 2.13х105 years, β-emitter, specific activity 6.3⋅102 Bq / μg), the content of which in the SNF of a power reactor is approximately 1 kg / t. Technetium is present in the high-level waste (HLW) of SNF processing in the form of the pertechnetate anion TcO4-. In extraction processes during the processing of HLW, the pertechnetate anion always partially passes into the organic phase. But, since this transition is never complete, the pertechnetate is "smeared" between the organic and aqueous phases. Thus, in the scheme of the PUREX process during the extraction of uranium and plutonium using TBP in saturated hydrocarbons, from 30% to 90% of the pertechnetate anion is coextracted into the organic phase in the form of a complex UО2 (TcО4) (NO3) (TBP) 2. The pertechnetate anion forms mixed solvates not only with uranium, but also with plutonium and zirconium. The presence of technetium significantly complicates the next stage of the reductive stripping of plutonium, since it, being able to be reduced to the oxidation states +4 and +5, acts as a catalyst for the decomposition of hydrazine used as a reducing agent and catalyzes the oxidation of Pu3 + with nitric acid. The extraction and redox behavior of technetium in HLW largely determines the structure of modern technological schemes for SNF processing and trends in their development. Methods for extracting pertechnetate anion during SNF and HLW reprocessing are being actively developed in various countries. The main processes that are considered promising are extraction and sorption. Within the framework of this technical task, the practical development of the synthesis methods should be carried out and the synthesis of ligands determined by the Customer should be carried out, as well as experimentally investigated under static conditions the selectivity of their binding with the pertechnetate anion in comparison with nitrate anions and other HLW components.

1. Должны быть синтезированы не менее 15 гуанидиновых лигандов массой не менее 0,5 г каждого по указанию Заказчика. Количество гуанидиновых соединений для создания библиотеки должно быть определено Исполнителем исходя из различий в строении алифатических либо ароматических заместителей у атомов азота гуанидинового ядра, а также возможности варьирования строения этих заместителей с целью настройки экстракционных свойств получаемых лигандов. Строение и индивидуальность состава синтезируемых гуанидинов должны быть подтверждены совокупностью методов физической химии, в том числе ЯМР на ядрах 1Н, 13С, данными ИК-спектроскопии, масс-спектрами высокого разрешения и/или данными элементного анализа. 2. В соответствии с программой скрининговых исследований, предоставляемой Заказчиком, должны быть проведены: а) исследования по определению зависимости коэффициента распределения технеция от концентрации азотной кислоты, б) исследования по подбору растворителя на основании растворимости лигандов, в) выбор не менее трех наиболее перспективных экстракционных систем на основании данных растворимости гуанидиновых лигандов в органическом растворителе и эффективности извлечения технеция. 3. Наиболее эффективные гуанидиновые лиганды (не менее 3 шт. по выбору Заказчика) должны быть синтезированы в количестве не менее 5 граммов каждого для проведения расширенных экстракционных испытаний. 4. В соответствии с программой расширенных экстракционных исследований, предоставляемой Заказчиком, должны быть проведены исследования по определению: а) зависимости коэффициента распределения технеция от температуры, б) влияния мешающих катионов, в) условий реэкстракции технеция

1. Синтезированы 15 гуанидиновых лигандов массой 0,5 г каждого по указанию Заказчика. Количество гуанидиновых соединений для создания библиотеки определено Исполнителем исходя из различий в строении алифатических либо ароматических заместителей у атомов азота гуанидинового ядра, а также возможности варьирования строения этих заместителей с целью настройки экстракционных свойств получаемых лигандов. Строение и индивидуальность состава синтезируемых гуанидинов подтверждены совокупностью методов физической химии, в том числе ЯМР на ядрах 1Н, 13С, данными ИК-спектроскопии, масс-спектрами высокого разрешения и/или данными элементного анализа. 2. Проведены: а) исследования по определению зависимости коэффициента распределения технеция от концентрации азотной кислоты, б) исследования по подбору растворителя на основании растворимости лигандов, в) выбор трех наиболее перспективных экстракционных систем на основании данных растворимости гуанидиновых лигандов в органическом растворителе и эффективности извлечения технеция. 3. Синтезированы лиганды в количестве 5 граммов каждого для проведения расширенных экстракционных испытаний. 4. Проведены исследования по определению: а) зависимости коэффициента распределения технеция от температуры, б) влияния мешающих катионов, в) условий реэкстракции технеция