Низкотемпературная десорбция имитатора жидких радиоактивных отходов из перлита: влияние температуры и продувки по данным ТГА/ДСК-МС

Аннотация

В работе представлены результаты комплексного исследования десорбционных характеристик вспученного перлита марки М100 (ТОО «UNION PERLITE», Республика Казахстан), пропитанного имитатором жидких радиоактивных отходов (ЖРО) при массовом соотношении сорбент: раствор = 1:6. Исследования выполнены методом ТГА/ДСК-МС на установке «ТиГрА» в изотермическом режиме при 40 и 70°C с выдержкой 24 ч в двух вариантах: без газовой продувки и при продувке потоком сухого воздуха (50 мл/мин). Установлено, что десорбция носит исключительно физический характер и обусловлена испарением свободной воды, составляющей ~51% от начальной массы образца, что количественно соответствует доле воды, внесённой с имитатором ЖРО. Повышение температуры с 40 до 70 °C приводит к существенному ускорению выхода на стационарный режим в 4,6 раза (с 9,2 до 2,0 ч без продувки; с 9,4 до 1,8 ч при продувке), тогда как газовая продувка в исследованных лабораторных условиях оказывает незначительное влияние на кинетику (<10% ускорения при 70°C). 

Масс-спектрометрический анализ подтвердил отсутствие газовыделения органических и неорганических летучих соединений, кроме водяного пара (доминирующий сигнал m/z = 18). На ДСК-кривых термические эффекты (экзо- или эндотермические) не зарегистрированы. Полученные результаты подтверждают химическую и термическую инертность исследованного перлита и его перспективность для технологий низкотемпературной сушки и временного хранения кондиционированных ЖРО.