Deactivation of liquid radioactive waste of the Chernobyl Exclusion Zone: ways of solution

Authors

  • Yu. Zabulonov State Institution "Institute of Environmental Geochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine", Kyiv Author
  • T. Melnychenko State Institution "Institute of Environmental Geochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine", Kyiv Author
  • V. Kadoshnikov State Institution "Institute of Environmental Geochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine", Kyiv Author
  • I. Peer ALFA ATOM LLC, Kyiv, Ukraine Author

DOI:

https://doi.org/10.32402/dovkil2023.02.016

Keywords:

liquid radioactive waste, Chernobyl exclusion zone, sorption method, ferrocyanides, iron oxides/hydroxides, medical consequences of the Chernobyl NPP accident

Abstract

The purpose of the study: on the basis of information analysis of modern approaches and experimental studies, to develop effective methods of decontamination of radioactively contaminated waters of the Chernobyl Exclusion Zone. Research materials and methods. The object of our research was liquid radioactive waste stored in the sumps of one of the decontamination points for equipment and vehicles (PuSO) - the "Dibrova" facility. Modern research methods are applied - scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, laser sedimentography. The mass fraction of cesium, strontium, cobalt, and manganese was determined by the atomic absorption method using an AA-8500 atomic absorption spectrophotometer (Nippon Jarrell Ash Co Ltd, Japan). The results. The effectiveness of the proposed sorbents based on nickel-potassium ferrocyanide-modified iron oxide micro- and nanotubes and iron (III) hydroxide nanoparticles, the size of which is mainly 1-100 μm, is shown. The choice of decontamination algorithm depends on the composition of liquid radioactive waste to be cleaned. To increase the degree of strontium extraction while maintaining the high efficiency of cesium and transition metal extraction, it is advisable to apply preliminary plasma chemical treatment followed by the use of sorbents based on iron oxides/hydroxides modified by ferrocyanides. Conclusions. The possibility and expediency of using the proposed method for the decontamination of liquid radioactive waste accumulated in the Chernobyl exclusion zone and for the current control of the condition of the storage sites of accumulated radioactive waste and radiation monitoring are shown.

Downloads

Download data is not yet available.

References

1. Базика Д.А., Сушко В.О. Основні радіологічні та медичні наслідки аварії на ЧАЕС. (дата звернення: 21.04.2023). URL: https://amnu.gov.ua/osnovni-radiologichni-ta-medychni-naslidky-avariyi-na-chaes/

2. Терехова Г.Л., Страфун Л.С., Пастер І.П., Замотаєва Г.А., Tronko М.Д. Динамічне спостереження вузлового зоба в членів Українсько-Американської тиреоїдної когорти: аналіз результатів 6 циклів стандартизованого скринінгу. Ендокринологія. 2023. Вип. 28 (1). С. 51-66. DOI : http://doi.org/10.31793/1680-1466.2023.28-1.51

3. Shinji Ueda, Hidenao Hasegawa, Yoshihito Ohtsuka, Shinya Ochiai et al. Ten-year radiocesium fluvial discharge patterns from watersheds contaminated by the Fukushima nuclear power plant accident. Journal of Environmental Radioactivity. 2021. Vol. 240. P. 106759. DOI : https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2021.106759

4. Поводження з радіоактивними відходами. ДСП "Чорнобильська АЕС''. (дата звернення: 21.04.2023). URL: https://chnpp.gov.ua/ua/activity/development-of-raw/povodzhennia-z- radioaktyvnymy-vidkhodamy

5. Панасюк М.І., Матросов Д.Т., Петросенко Є.І., Левін Г.В., Люшня П.А. та інш. Рівні радіоактивного забруднення підземних вод проммайданчика чаес та засоби обмеження його розповсюдження. Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. 2018. Т. 30. С. 87–92. DOI : https://doi.org/10.31717/1813-3584.18.30.10

6. Патент України на корисну модель № 149345; МПК (2021.01) C02F 11/00, B82Y 40/00. Спосіб одержання нанокомпозиту для очищення техногенно забруднених та радіоактивних вод / Забулонов Ю.Л., Кадошніков В.М., Мельниченко Т.І., Пугач О.В., Шкапенко В.В., Кузенко С.В. ; заявка № u 2021 02632; заявл. 20.05.2021; опубл. 10.11.2021, Бюл. № 45.

7. Патент України на корисну модель № 152730; МПК (2023.01) G21F 9/06 (2006.01), B01J 20/00, B82B 3/00, B01J 23/70 (2006.01), B82Y 40/00. Спосіб одержання нанодисперсії комплексного сорбенту для очищення техногенно забруднених та радіоактивних вод / Забулонов Ю.Л., Мельниченко Т.І., Кадошніков В.М., Кузенко С.В., Шкапенко В.В. та інш. ; заявка № u 2022 03053; заявл. 22.08.2022; опубл. 05.04.2023, Бюл. № 14.

8. Патент України на корисну модель № 150015; МПК (2021.01) C02F 1/00, G21F 9/04 (2006.01), C02F 9/00, C02F 101/20 (2006.01). Комплексний плазмохімічний спосіб очищення техногенно забруднених вод, що містять органічні речовини, радіонукліди і важкі метали / Забулонов Ю.Л., Кадошніков В.М., Мельниченко Т.І., Ніколенко В.О., Шкапенко В.В., Пугач О.В. ; заявка № u 2021 04379; заявл. 27.07.2021; опубл. 22.12.2021, Бюл. № 51.

9. Rauwel P., Rauwel E. Towards the Extraction of Radioactive Cesium-137 from Water via Graphene/CNT and Nanostructured Prussian Blue Hybrid Nanocomposites: A Review. Nanomaterials. 2019. Т. 9, № 5. С. 682. DOI : https://doi.org/10.3390/nano9050682

10. Гончарук В.В., Кліщенко Р.Є., Корнієнко І.В. Деструкція поверхнево-активних і гумінових речовин у плазмохімічному реакторі. Наукові вісті КПІ. 2018. № 4. С. 85–90. DOI : https://doi.org/10.20535/1810-0546.2018.4.141259

11. Melnychenko T., Kadoshnikov V., Lytvynenko Yu, Pysanska I., Zabulonov Yu. et al. Nanodispersion of ferrocianides for purification of man-made contaminated water containing caesium. Journal of Environmental Radioactivity. 2023. Vol. 261. P. 107135. DOI : https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2023.107135

12. Данилов С.В., Забулонов Ю.Л., Кадошніков В.М., Одукалець Л.А. Плазмохімічна деструкція стійких органічних забруднень у рідинах. Моделювання та інформаційні технології. 2017. Вип. 79. С. 71-80.

Published

2023-07-14

Issue

Section

CHORNOBYL PROBLEMS

How to Cite

Deactivation of liquid radioactive waste of the Chernobyl Exclusion Zone: ways of solution. (2023). Environment & Health, 107(2), 16-23. https://doi.org/10.32402/dovkil2023.02.016