Введение к работе
. Актуальность темы.
Нептуний является первым трансурановым элементом как по положению в периодической системе, так и по времени открытия.. Поэтому изучению его химии уделялось большое внимание. ДолгояивущиЯ а-излучапций изотоп ^7Np с периодом полураспада 2,2'Ю6 лет образуется с'заметным выходом в ядерных реакторах по реакциям
нейтронов с
238ц „ 235^
В настоящее время известны некоторые варианты использования нептуния на практике. Важнейшим из них является производство ценного изотопа 238Ри при облучении в рваК-торе Np. Однако спрос на нептуний пока ниже его накопления в облученных материалах. Отсюда возникает проблема обращения'' о избыточным нептунием, известно, что он весьма опасен в экологическом отношении, поскольку в устойчивом состоянии окисления +5 его ноны очень подвижны и плохо сорбируются грунтами. Поэтому
нептуний крайне нежелательно направлять на захоронение в геологические формации. К тому же, в будущем он может найти другие важные применения. Более привлекательным представляется выделение нептуния из радиоактивных отходов, направляемых на захоронение, и складирование его в расчете на будущее использование или обезвреживание (например, методами трансмутации).
В этой связи очевидна актуальность исследований, связанных с выбором подходящих химических форм для обеспечения экологически безопасного а удобного вреиэшюго хранения нептуния. . Цель работы заключалась в следухщеы:
- уточнить в дополнить с позиции использования для хранения некоторые физяко-аюаческие характеристика диоксида нептуния, полученного из разных соединений;
- изучить возможность простого получения Нр02 в малопылящей
форме;
определить возможность .использования в качестве формы хранения Np25 как альтернативы Np02:
изучить возможность применения для хранения нептуния других его соединений;
упростить и усовершенствовать методы приготовления некоторых соединений нептуния, перспективных для его хранения.
Объекты исследования. В литературе имеются сведения о методах получения и свойствах соединений нептуния, в первую очередь, о Np02 и Np205' которыб представляются подходящими формами для его безопасного хранения. Однако с позиции исследуемой тематики этой информации недостаточно. Поэтому одной из задач настоящей работы было уточнение физико-химических характеристик порошков диоксида и пентаоксида нептуния, синтезированных из разных соединений. Подлежало детальному изучению влияние различных факторов на качество получаемых из них прессованных гранул. Объектом исследования также были растворы и золи нептуния, которые можно использовать для приготовления NpOg в виде микросфер. Были изучены методы их получения, состав и важнейшие свойства. В качестве других возможных форм для хранения нептуния были рассмотрены некоторые катеониты, насыщенные нептунием (V), а также отдельные его карбокси-латные соединения. Одновременно были исследованы методы доступного и удобного приготовления этих форм в разных условиях.
Научная новизна. Исследовано влияние различных факторов на характеристики плотных прессованных материалов из диоксида нептуния. Предложен удобный способ приготовления гидроксида нептуния (IV) непосредственно из оксалата нептуния (IV). Разработан ката-
-3-литический метод получения концентрированны! золей нептуния (IV). Синтезировано 3 новых соединения нептуния (V) и изучены их основные свойства. Предложены оригинальные методики синтеза некоторых карбоксилатов нептуния (V). Изучено максимальное насыщение некоторых катионитов нептунием (V).
Практическая ценность: Полученные результаты могут бить непосредственно использованы при решении проблемы временного хранения нептуния. Это касается как информации о методах приготовления Np02 в слабопылящей форме, так и сведений о свойствах и способах получения альтернативных форм хранения нептуния ( Np20&, соединения Np (V) и смолы, насыщенные нептунием). Практический интерес представляют также предложенные в работе простые технологичные методы синтеза отдельных соединений нептуния.
На защиту выносятся : I) результаты изучения влияния различных факторов на характеристики плотных гранул из порошкообразного диоксида нептуния, предлагаеїшх в качестве формы для хранения нептуния; 2) методы получения концентрированных золей нептуния (IV) как исходных систем для приготовления диоксида нептуния в виде микросфер; 3) данные об образовании и поведении нептуния (V) при осазденин уротропином гидроксидов иа золей и растворов нептуния (IV) и (VI); 4) предложение в качестве формы хранения пента-оксида нептуния как альтернативы Кр02; Б) рекомендации го использованию в качества форм для временного хранения нептуния соединений NpOgOOCH'HjO, I^OOCCH/j'ftjO, (Np02)2C204'2H20 и некоторых ионообменных смол, насыщенных нептунием (V); 6) метода синтеза некоторых соединений нептуния, пригодные для их полномасштабного выделения; 7) синтез, изучение состава я свойств пропионатного я двойных формпапшх соединений нептуния (V).
Апробация работы. Отдельные этапы работы были представлены на международной конференции "Актиниди-93" (США, Санта-Фе, 19-24 сентября, 1993.), на I Российской конференции по радиохимии (Дубна, 17-19 мая 1994.), на международной конференции "Ядерная технология'94 (ФРГ, Штутгарт, 17-19 мая, 1994.);
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введеная, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы. Диссертация изложена на 139 страницах, включает 14 рисунков, 28 таблиц и библиографию - 109 наименований.