Sorption and migration behaviour of barium and strontium in colemanite, granite, kaolinite and bentonite matrices
Baryum ve stronsiyum kolemanit, granit, kaolin, ve bentonit matrislerinde soğurulma ve taşınım davranışlarının incelenmesi
- Tez No: 23458
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN N. ERTEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Taşımın, Soğuru İma, Gecikme, Baryum, Stronsiyum, Kolon Tekniği, Tekne Tekniği, Soğurulma Eğrisi, Soğurulma Enerjisi, Durağan Durum Taşınımı, Durağan Olmayan Durum Taşınımı, KoleıfTanit, Kaolin, Granit, Bentonit
- Yıl: 1992
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 265
Özet
Radyoaktif atıkların yeraltında depolanması, radyoaktif isotopların hidrojeolojik ortamlardaki taşınım proseslerinin ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını gerektirmektedir. Bu çalışmada, ilk olarak baryum ve stronsiyumun değişik jeolojik matrislerdeki taşınım özellikleri kolon deneyleri ile çalışılmıştır. Bu deneylerde; kolemanit minerali ve öğütülmüş granit kayacı içersinde, radyoaktif izotopların yeraltı suyuna göre göreceli hızları belirlendi. Aynı zamanda, bir miktar kaolin kilinin vıııkolemanit mineralinin geciktirme karakteristiği üzerindeki etkisi araştırıldı. Kolon deneylerine ilave olarak, esas itibari ile radyoaktif izotop derişimlerinin kolemanit, granit, kaolin ve bentonit matrisleri üzerinde soğuru İmaya etkisini incelemek için tekne deneyleri yürütüldü ve soğurulma eğrileri tartışıldı. Dağılım katsayısı (R.> ile radyoaktif izotopların yeraltı su hızına göre göreceli hızları arasındaki bağlantıyı kullanmak sureti ile kolon R. değerleri belirlendi ve tekne R. değerleri ile kıyaslandı. Forier dönüşümlü kızıl ötesi ve X-ışını kırınım spektrometreleri, diferansiyel termal gravimetrik analiz, tanecik büyüklüğü dağılımı ve yüzey alanı ölçüm deneyleri ile matrislerin karakterizasyonu yapıldı. Kolon deneylerinde kullanılan tanecik büyüklüğü aralıkları kolemanit için 70-100 um, granit için < 300 um, kaolin için 38-70 /jm olarak seçildi. Tekne deneylerinde ise, kolon deneylerinde kullanılanlara ilave olarak kaolin ve bentonit için < 38 um ve 70-100 um büyük lükl erindeki tanecikler kullanıldı. Tüm deneylerde Sindiği yeraltı suyuna benzer kompozisyonda hazırlanmış sentetik yeraltı suyu kullanıldı. Bu çalışmada kullanılan matrislerle hazırlanmış kolondaki gecikme, kolon altından toplanan örneklerin radyo kimyasal olarak sayılması sureti ile belirlendi. ıxTekne deneylerinde dakikadaki sallama hızı 250 olan sallayıcı kullanıldı. Faz ayrımları santrifüj ile 2+ yapıldı. Sentetik su ile hazırlanan çözeltilerde Ba g ğ% 2+ 0 iyonu için 10 - 10 M arasında, Sr iyonu için 10 - -2 10 Fi arasında başlangıç derişimi kullanılmıştır. Sıvı faz aktiviteleri Baryum-133 için çok kanallı y- analizörü, stronsiyum-90 için ise“Geiger Müller”sayacı ile sayıldı. Kolon deneylerinden belirlenen gecikme faktörü (R ) ve dağılım katsayısı ^h sıralaması aşağıdaki şekildedir: [Rf (CXRf (K+C)XR,Sr(G)], [R®r(CXR®r(K+C) )RJBctD d d d dBaryum ve stronsiyumun kolemanit ile etkileşiminden elde edilen“breakthrough”eğrileri üzerinde durağan ve durağan olmayan durumları yansıtan iki bölge radyoizotopların davranışlarını tahmin etmek için incelenmiştir. Baryum deneylerinden elde edilen durağan almayan durum verisi stronsiyum deneylerinin aksine birincil kinetik mertebeyi izledi. R. değerlerinin başlangıç derişimine göre d değişimi ve bu deneylerden elde edilen soğurulma verileri Farklı cinslerdeki soğurulma eğrilerine uygulanmıştır. Soğurulma eğrileri en iyi Freundlich ve Dubinin- Raduschkevich tipi eğri modellerine uymuştur. Baryum ve stronsiyumun çalışılan matrislerdeki soğurulma enerjileri Dubinin-Raduschkevich eğri modelinden hesaplanmıştır. Bu enerjiler genelde soğurulma reaksiyonları için verilen enerji aralığında (8-16 kJ/mol ) bulunmuştur. Baryum ve kaolin etkileşimi için R, değerlerinin tanecik büyüklüğüne belirleyici bir bağımlılığı gözlenmedi. Bununla beraber, bentonit etkileşiminde küçük tanecik büyüklüklerinde yüksek R. değerleri elde edilmiştir. çalışmada kullanılan kaolin kili ile daha önceden çalışılmış bir kaolin kilinin kıyaslamasında, yer değiştirme bölgelerinin sodyum xıiyonunca zengin olmasının, baryumun kaolin kil indeki soğurulmasını arttırdığı gözlendi.
Özet (Çeviri)
The underground disposal of radioactive wastes needs a through understanding o-f the process of radionuclide migration in hydrogeologic environments* In this work, migration properties of barium and strontium through various geological matrices were first studied by column experiments. In these experiments the radionuclide velocities relative to groundwater velocity in colernanite mineral and crushed granitic rock were determined. The effect of some fraction of kaolinite clay on the retardation characteristics of colernanite was also investigated. In addition to the column experiments, xxibatch experiments were carried out to examine mainly the effect of initial radionuclide concentration on the sorption characteristics of barium and strontium on colemanite(C), granite(G), kaolinite(K) and ben ton i te ( B ) matrices and sorption isotherms were discussed. Using the relation between the distribution coefficient (R.) and d the relative velocity of radionuclides with respect to the groundwater velocity, the column R. values were determined and compared with the batch R. values. Characterization of matrices was done by FTIR, X-ray diffraction spectrometry, Differential thermal gravimetric analysis
Benzer Tezler
- Radiochemical and spectroscopic studies of cesium, barium and cobalt sorption on some natural clays
Sezyum, baryum ve kobalt iyonlarının bazı kil minerallerce tutulmasının radyokimyasal ve spektroskopik yöntemleri ile incelenmesi
TALAL SHAHWAN
Doktora
İngilizce
2000
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN N. ERTEN
- Sorption studies of cesium and barium on magnesite using radiotracer and x-ray photoelectron spectroscopy
Sezyum ve baryum ionlarının magnezit minerali üzerine tutulmasının radyokimyasal yöntemle ve x ışını fotoelektron spektroskopisi ile incelenmesi
TALAL SHAHWAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. N. ERTEN HASAN
- 137 Cs radyoizotopunun toprak ile etkileşme mekanizmalarının incelenmesi
The Investigation of interaction mechanisms of 137 Cs with soil
HALUK YÜCEL
Doktora
Türkçe
1992
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA ÖZMEN
- Katı atık depolarında tabii malzemelerden geçirimsiz şilte teşkili
Formation of liners by natural soils
EMRE ÇEÇEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGeoteknik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE İNCECİK
- Ağırmetaller ile kirlenmiş zeminlerin elektrokinetik yöntemle arıtılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of treatability of heavy metal contamination in soils via electrokinetic remediation
AHMET ALTIN
Doktora
Türkçe
2002
Çevre MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA DEĞİRMENCİ