Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Cäsium-Radioisotope effektiv entfernen

23.05.2014

Neuartiges Vanadiumsilikat gilt als potenzielles Dekontaminationsmittel für Cäsium-belastete Wässer.

Spätestens seit dem Reaktorunglück von Fukushima ist uns „Cäsium-137“ ein Begriff. Koreanische Wissenschaftler stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt ein neues Vanadiumsilikat vor, das Cäsium aus belastetem Kühlwasser, flüssigen nuklearen Abfällen sowie kontaminiertem Grund- und Meerwasser effektiver entfernen kann als herkömmliche Sorbentien.


K-SGU-45 ist zum Entfernen von Cäsium aus kontaminiertem Grundwasser, Meerwasser sowie Nuklearabfällen am besten geeignet. Dabei werden Kalium-Ionen durch Cäsium-Ionen ausgetauscht.

(c) Wiley-VCH

Das Material ist zudem aus chemischer Sicht interessant, denn es enthält Cäsium-Ionen, die an 16 nächste Nachbarn gebunden sind – die bisher höchste je beobachtete Koordinationszahl.

Unter den Radionukliden ist Cs-137 eines der gefährlichsten. Seine Halbwertszeit liegt bei 30 Jahren, sodass es stark strahlt und kontaminierte Böden lange verseucht bleiben. Die hohe Löslichkeit von Cäsiumsalzen in Wasser begünstigt die Ausbreitung in der Umwelt und die Aufnahme durch Pflanzen.

Nehmen Menschen belastete Nahrung auf, kann der Körper Cäsium nicht von Kalium unterscheiden und speichert es im Muskelgewebe. Größere Menge können eine schwere Strahlenkrankheit auslösen, kleinere Krankheiten wie Krebs auslösen.

Die Entfernung von Cs-137 aus kontaminiertem Grundwasser und Meerwasser sowie aus flüssigen radioaktiven Abfällen aus Wiederaufbereitungsanlagen und Kernenergieanlagen ist entsprechend wichtig. Das Problem ist die vergleichsweise sehr hohe Konzentration konkurrierender Kationen, wie Natrium-, Calcium-, Magnesium- und Kalium-Ionen, die sehr effektive und selektive Cäsium-Fänger erfordert.

Eine Reihe verschiedener anorganischer Materialien wurden bereits entwickelt, allerdings gab es in den letzten 20 Jahren keine wirklichen Fortschritte mehr. Am besten arbeiten bisher kristalline Siliziumtitanate, die auch in Fukushima zum Einsatz kamen.

Kyung Byung Yoon und ein Team von der Sogang University in Seoul haben jetzt neues Material entwickelt, „Sogang University-45“ oder kurz SGU-45, das Cäsium besonders effektiv aus Grundwasser, Meerwasser und flüssigen nuklearen Abfällen bindet und immobilisiert.

Unter den gewählten Testbedingungen zeigte sich SGU-45 im Konzentrationsbereich von 10 ppb bis 100 ppm allen herkömmlichen Mitteln überlegen, was Selektivität, Kapazität und Aufnahmegeschwindigkeit angeht. Anders als bei anderen Materialien nimmt die Selektivität der kaliumhaltigen Variante, K-SGU-45, sogar zu, wenn die Cäsium-Konzentration abnimmt.

SGU-45 ist ein mikroporöses Vanadiumsilikat mit Vanadium-Ionen in den Oxidationsstufen +IV und +V. K-SGU-45 wäre zum Entfernen von Cäsium aus kontaminiertem Grundwasser, Meerwasser sowie stark sauren oder basischen Nuklearabfällen am besten geeignet.

Dabei werden Kalium-Ionen durch Cäsium-Ionen ausgetauscht. Das Gerüst von SGU-45 enthält bereits nicht austauschbare Cäsium-Ionen, die 16-fach koordiniert sind, d.h. sie haben 16 nächste Nachbar-Atome, die an das Cäsium gebunden sind. Diese Beobachtung ist auch von akademischem Interesse, denn dies ist die bisher höchste jemals in der Chemie beobachtete Koordinationszahl (Anzahl der nächsten Nachbarn in einem Kristallgitter oder Komplex).

Angewandte Chemie: Presseinfo 19/2014

Autor: Kyung Byung Yoon, Sogang University, Seoul (Rep. Korea), http://hompi.sogang.ac.kr/zeolite/eyoon.htm

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201402778

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Darmflora beeinflusst das Altern
21.04.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten