Optimalizace a charakterizace extrakčních systémů na bázi 1,2,4-triazin-3-ylu pro separaci Ln(III) a An(III) při přepracování vyhořelého jaderného paliva

Abstract

Separace trojmocných minoritních aktinoidů An(III) od trojmocných lanthanoidů Ln(III) a vzájemná separace minoritních aktinoidů je téma studované v souvislosti s přepracováním ozářeného jaderného paliva a jadernými reaktory IV. generace, tedy uzavíráním jaderného palivového cyklu. Habilitační práce sumarizuje výsledky o extrakčních systémech založených na 1,2,4-triazin-3-ylových extrakčních činidlech v procesech r-SANEX, i-SANEX a CHALMEX včetně jejich charakteristiky při působení ionizujícího záření. Při testování modifikovaných extrakčních činidel CyMe4-BTBP a CyMe4-BTPhen byly získány důležité poznatky o vlivu jejich struktury a použitého rozpouštědla na výsledky separace studovaných kovů. Studium separace An(III) a Ln(III) v polárních rozpouštědlech zmíněnými extrakčními činidly prokázalo jako velmi perspektivní 3-methylcyklohexanon a bis(2,2,3,3-tetrafluorprop-1-yl)ester kyseliny uhličité (BK-1). V extrakčním systému s CyMe4-BTPhen v BK-1 bylo dosaženo i maximálních hodnot separačních faktorů SFAm/Cm během separace minoritních aktinoidů Am(III) a Cm(III). Nejlepší radiační stabilitu prokázaly systémy s rozpouštědlem trifluormehylsulfonem (FS-13). Při ozařování testovaných procesů se obecně jevily stabilnější systémy, ve kterých byla během ozařování přítomna vodná i organická fáze. Stabilita (SO3H)2-BTPhen byla obdobná jako u analogických sulfonovaných BTP a BTPB systémů. V systémech s pevnými extrahenty byl detailně zkoumán vliv struktury extrahentu, použité kyseliny a jejích vlastností na extrakční vlastnosti systému. U r-SANEX systému s CyMe4-BTPhen v cyklohexanonu a CHALMEX systému byly stanoveny termodynamické a kinetické veličiny charakterizující extrakci Am(III), Cm(III) a Eu(III). V závěru práce byla stručně nastíněna nutnost vzdělávání v oborech jaderné chemie a radiochemie a byly představeny konkrétní výukové nástroje.