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 Nesseltiere steuern Bakterien fern
21.09.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Die Immunabwehr gegen Pilzinfektionen ausrichten
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker 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: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften