Sähkökehrätty natriumtitanaatti nopeuttaa selektiiviseen ioninvaihtoon perustuvaa veden puhdistusta – erottaa tehokkaasti radioaktiivisen strontiumin

26.6.2018
Uuden menetelmän avulla jätevettä pystytään käsittelemään aiempaa nopeammin ja ympäristön kannalta myönteistä on, että prosessin jäljiltä kiinteää radioaktiivista jätettä kertyy vähemmän.

Ominaisuuksiltaan sähkökehrätty natriumtitanaatti vastaa kaupallisessa valmistuksessa olevaan ioninvaihtomateriaalia.

– Sähkökehrätyn materiaalin  edut liittyvät ioninvaihdon kinetiikkaan eli reaktionopeuteen, sanoo tutkija Risto Koivula Helsingin yliopiston kemian osaston Ion exchange for nuclear waste treatment and for recycling –tutkimusryhmästä.

Synteettinen natriumtitanaatti tunnetaan tehokkaaksi strontiumin poistajaksi ja rakeista natriumtitanaattia käytetään teollisessa mittakaavassa. Alun perin ioninvaihtoon perustuvan puhdistusmenetelmän ovat kehittäneet Jukka Lehto ja Risto Harjula Helsingin yliopistosta. 

Tällä hetkellä rakeisen natriumtitanaatin avulla puhdistetaan esimerkiksi Fukushiman ydinvoimalaonnettomuudessa syntyneitä jätevesiä.

Sylintereihin ladatun ioninvaihtimen läpi kulkiessaan jäteveden radioaktiivinen strontium vaihtuu natriumiksi.

Kun ioninvaihtokapasiteetti tulee täyteen, niin suodattimena käytettävä aine pitää vaihtaa. Tästä syntyy kiinteää radioaktiivista jätettä.

– Koska sähkökehrättyä materiaalia tarvitaan jo alun perin vähemmän, myös loppusijoitusta vaativat radioaktiiviset jätteet tulevat mahtumaan pienempään tilaan, sanoo Koivula.

Helsingin yliopistossa sähkökehräyslaitteet on kehitetty ja valmistettu Mikko Ritalan johdolla atomikerroskasvatuksen huippututkimusyksikössä. Sähkökehräyksen tutkijat kokeilivat onnistuneesti tätä melko yksinkertaista menetelmää natriumtitanaatin muokkaamisessa kuiduiksi. Koivulan ryhmä tutki näin valmistettujen kuitujen ioninvaihto-ominaisuuksia ja totesi niiden toimivan kaupalliset tuotteiden tavoin.

Referenssi: Electrospun sodium titanate fibres for fast and selective water purification, Eero Santala, Risto Koivula, Risto Harjula & Mikko Ritala, Environmental Technology 2018, https://doi.org/10.1080/09593330.2018.1481888

Lisätietoa:

Tutkija Risto Koivula, Ion exchange for nuclear waste treatment and for recycling –tutkimusryhmä
Sähköposti: Risto.Koivula@helsinki.fi
Puhelin: + 358  50 4486640

Viestinnän asiantuntija Riitta-Leena Inki
Sähköposti: riitta-leena.inki@helsinki.fi
Puhelin: +358 50 448 5770
Twitter: @inkiriitta

Lue lisää aiheesta: Luonnontieteet