Исследование изотопного распределения урана на границе полярной и неполярной сред

1.

ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
по теме:
Исследование изотопного
распределения урана на
границе полярной и
неполярной сред
Румянцева Д.А.
за январь 2024 г. – декабрь
2024 г.

2.

Введение
Доклад посвящен изучению распределений урана и его изотопов в
экстракционно-адсорбционных процессах на границе полярной и неполярной
сред.
Молекула трибутилфосфата (TБФ), используемого для экстракции урана,
является полярной и поверхностно-активной молекулой. ТБФ накапливаются
на границе между кислотным раствором соли урана и стенкой
полипропиленового флакона.
Ион UO2+ присоединен к полярной молекуле TБФ в растворе 5,58 М HNO3
2

3.

Изотопное распределение урана
0.05
С(235U), % атом
234U РР1
234U РР1а
234U РР1б
0.04
С(234U), % атом
1.7
234U
0.03
0.02
0.01
0
235U
1.5
235U РР1
1.3
235U РР1а
1.1
235U РР1б
0.9
0.7
0.5
0.3
0
10
20
30
h, мм
40
50
0
10
20
h, мм
30
40
50
Изменение концентраций 234U (а) и 235U (б) на границе твердая фаза–жидкость
В системе РР1 на дне стакана концентрация 235U составила 1.55 ± 0.03 ат %.
В этой системе вся обогащенная 235U органическая фаза накапливается на дне
стакана.
В системе РР1а (органическая фаза – ТБФ и бензин галоша в соотношении 7:3)
концентрация 235U на дне стакана составила 1.58 ± 0.01 ат %, На границе
раздела твердая фаза–жидкость у поверхности жидкости концентрация 235U
составила 1.60 ± 0.02 ат %.
В системе РР1б (органическая фаза – ТБФ и бензина галоша в соотношении
9:1) на границе раздела твердая фаза–жидкость у поверхности жидкости
3

4.

Изотопное распределение урана
0.01
1.6
РР1а ВФ 234U
C(235U), % атом
0.008
C(234U), % атом
РР1а ВФ 235U
1.4
0.006
0.004
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.002
0.2
0
0
0
10
20
h, мм
30
40
50
0
10
20
h, мм
30
40
50
Распределение концентрации 234U (слева) и 235U (справа) в водной фазе вдоль
оси симметрии стакана; система РР1а
Распределение 235U в системах РР1, РР1а, РР1б показывает, что увеличение
количества бензина галоша в органической фазе приводит к уменьшению
растворимости ТБФ в водной фазе и увеличению слоя органической фазы
обогащенной 235U на границе твердая фаза–жидкость у поверхности
раствора.
4

5.

Описание кинетики адсорбции
Скорость адсорбции в гетерогенной системе на границе твердая фаза–
жидкость зависит от скорости
молекулярной или конвективной диффузии реагирующих веществ к
поверхности и скорости химической реакции на границе раздела.
Если адсорбция определяется диффузией, то процесс описывается
уравнением Ерофеева-Колмогорова псевдо-первого порядка: