Способ удаления радиоактивного иода и гидрофильная смола для удаления радиоактивного иода

Способ удаления радиоактивного иода и гидрофильная смола для удаления радиоактивного иода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Данное изобретение относится к способу удаления радиоактивного иода, присутствующего в жидкости и/или твердом теле, образующегося в атомной электростанции или в установке для переработки отработанного ядерного топлива, и к гидрофильной смоле, которая пригодна для этого способа и обладает функцией иммобилизации радиоактивного иода.

Уровень техники

В широко распространенных сейчас энергетических атомных реакторах деление ядра в ядерном реакторе сопровождается образованием значительного количества радиоактивных побочных продуктов, и так как радиоактивный иод, прежде всего, превращается в газ при 184°С, существует риск того, что радиоактивный иод чрезвычайно склонен к выходу в момент проверки или замены топлива, а тем более в случае непредвиденного события, такого как авария при обращении с топливом или авария со всплеском мощности. Основными радиоактивными изотопами иода, которые необходимо принять во внимание в момент выхода, являются иод 129 с длинным периодом полураспада (период полураспада: 1,57×10⁷ лет) и иод 131 с коротким периодом полураспада (период полураспада: 8,05 дней). Здесь обычный иод является важнейшим микроэлементом в организме человека, собирается в щитовидной железе у горла и становится составной частью гормона роста. Таким образом, когда человек получает радиоактивный иод при дыхании или через воду/продукты, радиоактивный иод накапливается в щитовидной железе таким же образом, как и в случае обычного иода, и увеличивает внутреннее воздействие радиоактивности. Соответственно, в связи с радиоактивным иодом должно быть реализовано особенно строгое измерение для снижения количества радиоактивности, которое будет выпущено.

Для такой ситуации система очистки, система физической/химической обработки на твердом адсорбенте-наполнителе с использованием волокнистого активированного угля или т.п. (см. патентную литературу 1 и 2), обработка с помощью ионообменного материала (см. патентную литературу 3) и т.д. были изучены в качестве способа обработки радиоактивного иода, образующегося в ядерном реакторе или т.п. И эти способы были использованы в качестве меры противодействия высвобождению образующегося радиоактивного иода.

Тем не менее, любой из указанных выше способов имеет проблемы, описанные ниже, и нужно разработать способ удаления радиоактивного иода, при котором эти проблемы решаются. Щелочной способ очистки существует в качестве системы очистки, используемой на практике, тем не менее, есть много проблем с точки зрения количества и безопасности использования системы очистки с жидким адсорбентом и хранения обработанной жидкости, так как это продолжается длительный период времени. В системе физической/химической обработки с заполнением твердым адсорбентом захваченный радиоактивный иод всегда может быть заменен другими газами, и в дополнение к этой проблеме система очистки имеет такую проблему, что адсорбированный материал склонен к разряжению при повышении температуры. Кроме того, в системе очистки с помощью ионообменного материала температура термостойкости ионообменного материала составляет примерно до 100°С, и существует проблема, что ионообменный материал не будет проявлять достаточную производительность при температуре выше, чем температура термостойкости.

Кроме того, в любом из описанных выше способов очистки необходимы масштабные объекты, такие как циркуляционный насос, очистительная емкость, а также заправочная емкость, содержащая различные адсорбенты, и, кроме того, существует практическая проблема, что для работы этих объектов необходимо большое количество энергии. Более того, когда поставка источника питания приостанавливается, как при аварии на АЭС Фукусима-1 в Японии 11 марта 2011 года, эти средства могут не работать, и степень риска загрязнения радиоактивным иодом повышается. Особенно в этом случае удаляемый радиоактивный иод, рассеиваемый в периферийные области, вызывает крайне тяжелую ситуацию, и есть беспокойство, что может возникнуть ситуация, при которой распространится радиоактивное загрязнение. Таким образом, существует настоятельная необходимость в разработке способа удаления радиоактивного иода, который может применяться даже тогда, когда возникает ситуация, при которой поставка источника питания приостанавливается.

Список цитирования

Патентная литература

Патентный документ 1: JP-62-44239

Патентный документ 2: JP-A-2008-116280

Патентный документ 3: JP-A-2005-37133

Краткое описание изобретения

Техническая проблема

Соответственно, целью данного изобретения является решение проблем известного уровня техники в удалении радиоактивного иода и предоставление способа удаления радиоактивного иода, который является простым и недорогим, также не требует источника энергии, такого как электричество, также может захватывать и стабильно удерживать удаленный радиоактивный иод в виде твердого вещества, и способен уменьшать объем радиоактивных отходов при необходимости. Данное изобретение, в частности, предлагает гидрофильную смолу, которая способна реализовать вышеописанное удаление радиоактивного иода.

Решение проблемы

Цель достигается посредством первого или второго данного изобретения, описанного ниже. А именно, данное изобретение предусматривает, в первую очередь, способ удаления радиоактивного иода с помощью гидрофильной смолы, которая адсорбирует радиоактивный иод в жидкости и/или твердом теле, где гидрофильная смола является по меньшей мере одной смолой, выбранной из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, и имеет гидрофильный сегмент и третичную аминогруппу в главной цепи и/или боковой цепи своей структуры.

Предпочтительное воплощение первого данного изобретения включает условие, что гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом; и гидрофильная смола представляет собой смолу, сформированную из, как части сырьевого материала, полиола по меньшей мере с одной третичной аминогруппой или полиамина по меньшей мере с одной третичной аминогруппой.

Кроме того, данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу, описанную ниже, которая предпочтительно может быть использована для описанного выше способа удаления радиоактивного иода первого данного изобретения. Например, данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу для удаления радиоактивного иода, имеющую функцию фиксации радиоактивного иода в жидкости и/или твердом теле, где гидрофильная смола представляет собой смолу, сформированную из, как части сырьевого материала, полиола по меньшей мере с одной третичной аминогруппой или полиамина по меньшей мере с одной третичной аминогруппой; имеющую гидрофильный сегмент и, в своей молекулярной цепи, третичную аминогруппу; и нерастворимую в воде и горячей воде.

Более конкретно, данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу для удаления радиоактивного иода, имеющую функцию фиксации радиоактивного иода в жидкости и/или твердом теле, где гидрофильная смола представляет собой любую из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и имеет гидрофильный сегмент и, в своей молекулярной цепи, третичную аминогруппу.

Данное изобретение предусматривает, во-вторых, способ удаления радиоактивного иода с помощью гидрофильной смолы, которая адсорбирует радиоактивный иод в жидкости и/или твердом теле, где гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, и имеет гидрофильный сегмент и, в главной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент.

Предпочтительное воплощение второго данного изобретения включает условие, что гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом; гидрофильная смола представляет собой смолу, сформированную из, как части сырьевого материала, полиола по меньшей мере с одной третичной аминогруппой или полиамина по меньшей мере с одной третичной аминогруппой, и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

Кроме того, данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу, описанную ниже, которая предпочтительно может быть использована для описанного выше способа удаления радиоактивного иода второго данного изобретения. Например, данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу для удаления радиоактивного иода, имеющую функцию иммобилизации радиоактивного иода в жидкости и/или твердом теле, где гидрофильная смола представляет собой смолу, которая получена при взаимодействии полиола, имеющего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, имеющего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, с соединением, имеющим по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; которая имеет гидрофильный сегмент и, в своей молекулярной цепи, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент; и которая нерастворима в воде и горячей воде.

Более конкретно, данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу для удаления радиоактивного иода, имеющую функцию иммобилизации радиоактивного иода в жидкости и/или твердом теле, где гидрофильная смола представляет собой любую выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента, соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и имеет гидрофильный сегмент и, в своей молекулярной цепи, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент.

Более предпочтительное воплощение для любой из описанных выше гидрофильных смол включает гидрофильную смолу для удаления радиоактивного иода, где гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом.

Выгодные эффекты изобретения

С помощью данного изобретения предлагается новый способ удаления радиоактивного иода, который является простым и недорогим, также не требует источника энергии, такого как электричество, также может захватывать и стабильно удерживать удаленный радиоактивный иод в виде твердого вещества, и способен уменьшать объем радиоактивных отходов при необходимости, удаляя радиоактивный иод. Данное изобретение предусматривает гидрофильные смолы, каждая из которых имеет определенную структуру, описанную ниже, и способна реализовать описанный выше превосходный способ удаления радиоактивного иода, и способы удаления радиоактивного иода, соответственно, с помощью соответствующих гидрофильных смол.

Первое данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу, имеющую в своей структуре гидрофильный сегмент и, в молекулярной цепи, по меньшей мере одну третичную аминогруппу, а также способ удаления радиоактивного иода с помощью гидрофильной смолы. Более конкретно, первое данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу, которая представляет собой любую выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, которая получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и по меньшей мере одну аминогруппу в той же молекуле; и которая имеет гидрофильный сегмент и, в молекулярной цепи, третичную аминогруппу. Смолы, включенные в описанные выше гидрофильные смолы, имеют функцию фиксации и иммобилизации радиоактивного иода в радиоактивных жидких отходах или радиоактивном твердом теле и чрезвычайно полезны в способе удаления радиоактивного иода в жидкости и/или твердом теле.

Второе данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу, имеющую, в своей структуре, гидрофильный сегмент и, в молекулярной цепи, по меньшей мере одну третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент, и способ удаления радиоактивного иода с помощью гидрофильной смолы. Более конкретно, второе данное изобретение предусматривает гидрофильную смолу, которая представляет собой любую выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, которая получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина, соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и которая имеет гидрофильный сегмент и, в молекулярной цепи, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент. Смолы, включенные в описанные выше гидрофильные смолы, имеют функцию фиксации и иммобилизации радиоактивного иода в радиоактивных жидких отходах или радиоактивном твердом теле и чрезвычайно полезны в способе удаления радиоактивного иода в жидкости и/или твердом теле.

Кроме того, понятие «гидрофильной смолы» в данном изобретении означает смолу, которая нерастворима в воде, горячей воде и т.д., хотя смола имеет гидрофильную группу в своей молекуле и отличается от водорастворимых смол, таких как поливиниловые спирты, поливинилпирролидоны, полиакриловые кислоты или производные целлюлозы.

Краткое описание графических материалов

Фиг. 1 представляет собой график, который показывает соотношение концентрации иода в каждом водном растворе и времени погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смолу из примеров с 1-1 по 1-3, и характеризует первое данное изобретение.

Фиг. 2 представляет собой график, который показывает соотношение концентрации иода в каждом водном растворе и времени погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смолу из сравнительных примеров с 1-1 по 1-3, и используется для сравнения с первым данным изобретением.

Фиг. 3 представляет собой график, который показывает соотношение концентрации иода в каждом водном растворе и времени погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смолу из примеров со 2-1 по 2-3, и характеризует второе данное изобретение.

Фиг. 4 представляет собой график, который показывает соотношение концентрации иода в каждом водном растворе и времени погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смолу из сравнительных примеров со 2-1 по 2-3, и используется для сравнения со вторым данным изобретением.

Описание воплощений

Далее, первое данное изобретение и второе данное изобретение будут объяснены более подробно с помощью предпочтительных воплощений, соответственно.

(Первое данное изобретение)

Далее будет описана гидрофильная смола, которая характеризует первое данное изобретение. Гидрофильная смола, которая представляет собой первое изобретение, может быть гидрофильной смолой, содержащей гидрофильный сегмент с гидрофильным компонентом в качестве составной части и сегмент с третичной аминогруппой, который содержит компонент, имеющий по меньшей мере одну третичную аминогруппу в качестве составной части в его структуре. В случае, когда во время синтеза гидрофильной смолы не используется удлинитель цепи, эти сегменты случайным образом соединены через уретановую связь, мочевинную связь, уретан-мочевинную связь и т.п., соответственно. В случае, когда во время синтеза гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, гидрофильная смола становится гидрофильной смолой, в которой между указанными связями существует короткая цепь в виде остатка удлинителя цепи вместе с указанными связями.

Что касается причины, почему простое удаление радиоактивного иода будет достигнуто с помощью гидрофильной смолы, имеющей вышеописанную структуру, авторы данного изобретения полагают следующее. Гидрофильная смола превосходно впитывает воду благодаря гидрофильному сегменту в своей структуре, кроме того, между аминогруппой и ионизированным радиоактивным иодом формируется ионная связь за счет того, что третичная аминогруппа внедряется в структуру гидрофильной смолы, в результате чего радиоактивный иод, по-видимому, фиксируется в смоле.

Тем не менее, при наличии влаги описанная выше ионная связь склонна к диссоциации, и считается, что радиоактивный иод снова высвобождается из смолы через определенный промежуток времени, и авторы данного изобретения предполагали, что трудно закрепить фиксированное состояние радиоактивного иода в смоле. Тем не менее, неожиданно авторы данного изобретения обнаружили, что ионно-связанный радиоактивный иод фактически остается фиксированным в смоле спустя длительный промежуток времени. Причина неизвестна, тем не менее, авторы данного изобретения расценили, что причина этого в том, что гидрофильная смола также имеет гидрофобную часть в молекуле, и гидрофобная часть окружает периферическую часть гидрофильной части (гидрофильный сегмент), и между третичной аминогруппой в смоле и радиоактивным иодом образуется ионная связь.

В качестве гидрофильной смолы, необходимой для способа удаления радиоактивного иода первого данного изобретения, способной реализовать описанный выше замечательный эффект, эффективны в использовании, например, гидрофильная полиуретановая смола, гидрофильная полимочевинная смола или гидрофильная полиуретан-полимочевинная смола, которые образуются при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина («гидрофильный компонент») и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород (далее иногда называемую реакционноспособной группой), и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и которые имеют в своей структуре гидрофильный сегмент и сегмент, содержащий третичную аминогруппу (далее смола также упоминается как первая гидрофильная смола).

Далее, будет раскрыт сырьевой материал для формирования описанной выше первой гидрофильной смолы, пригодной для способа удаления радиоактивного иода первого данного изобретения. Гидрофильная смола должна иметь гидрофильный сегмент и третичную аминогруппу в структуре и, следовательно, ее формируют из, как части сырьевого материала, полиола, имеющего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, имеющего по меньшей мере одну третичную аминогруппу. А именно, поскольку необходимо, чтобы по меньшей мере одна третичная аминогруппа была введена в производство первой гидрофильной смолы, предпочтительно использовать соединение, содержащее третичную аминогруппу, как указано ниже. В частности, используется соединение, имеющее по меньшей мере одну реакционноспособную группу в качестве группы, содержащей активный водород, такую как, например, аминогруппа, эпокси-группа, гидроксильная группа, меркаптогруппа, галогенангидридная группа, карбоксиэфирная группа или ангидридная группа, в молекуле, и третичную аминогруппу в молекулярной цепи.

Конкретные предпочтительные примеры описанного выше соединения, содержащего третичную аминогруппу, имеющего реакционноспособную группу, включают соединения, представленные следующими формулами с (1) по (3).

[В приведенной выше формуле (1) R₁ представляет собой алкильную группу, имеющую 20 или менее атомов углерода, алициклическую группу или ароматическую группу (которая может быть замещена галогеном или алкильной группой), R₂ и R₃ представляют собой алкиленовые группы, которые могут быть связаны с -O-, -СО-, -СОО-, -NHCO-, -S-, -SO-, -SO₂- и т.п., Х и Y представляют собой реакционноспособную группу, такую как -ОН, -СООН, -NH₂, -NHR₁ (определение R₁ такое же, как описано выше) или -SH, а Х и Y могут быть одинаковыми или различными; кроме того, Х и Y могут быть группами, способными порождать описанную выше реакционноспособную группу, такую как эпокси-группа, алкоксигруппа, галогенангидридная группа, ангидридная группа или карбоксиэфирная группа].

[В приведенной выше формуле (2) определение R₁, R₂, R₃, X, и Y такое же, как и в приведенной выше формуле (1), однако оба R₁ могут образовывать циклическую структуру; R₄ представляет собой -(СН₂)_n- (n представляет собой целое число от 0 до 20)].

[Определение X и Y в формуле (3) такое же, как в приведенной выше формуле (1), W представляет собой любую группу в азотсодержащем гетероциклическом кольце, азот- и кислородсодержащем гетероциклическом кольце или азот- и серосодержащем гетероциклическом кольце].

Конкретные примеры соединений, представленных указанной выше общей формулой (1), (2) и (3), включают следующие соединения. Соединения включают N-метилдиэтаноламин, N,N-дигидроксиэтилметиламин, N,N-дигидроксиэтилэтиламин, N,N-дигидроксиэтилизопропиламин, N,N-дигидроксиэтил-n-бутиламин, N,N-дигидроксиэтил-1-бутиламин, метилиминобиспропиламин, N,N-дигидроксиэтиланилин, N,N-дигидроксиэтил-m-толуидин, N,N-дигидроксиэтил-р-толуидин, N,N-дигидроксиэтил-m-хлоранилин, N,N-дигидроксиэтилбензиламин, N,N-диметил-N',N'-дигидроксиэтил-1,3-диаминопропан, N,N-диэтил-N',N'-дигидроксиэтил-1,3-диаминопропан, N-гидроксиэтил-пиперазин, N,N-дигидроксиэтилпиперазин, N-гидроксиэтоксиэтилпиперазин, 1,4-бисаминопропилпиперазин, N-аминопропилпиперазин, дипиколиновую кислоту, 2,3-диаминопиридин, 2,5-диаминопиридин, 2,6-диамино-4-метилпиридин, 2,6-дигидроксипиридин, 2,6-пиридин-диметанол, 2-(4-пиридил)-4,6-дигидроксипиримидин, 2,6-диаминотриазин, 2,5-диаминотриазол и 2,5-диаминооксазол.

Кроме того, в данном изобретении также могут быть использованы продукты присоединения этиленоксида или пропиленоксида указанных выше третичных аминосоединений. Примеры продуктов присоединения включают соединения, представленные следующей структурной формулой. Кроме того, m в следующей формуле обозначает целое число от 1 до 60, а n представляет собой целое число от 1 до 6.

Органический полиизоцианат, который будет использоваться в синтезе первой гидрофильной смолы, не ограничивается конкретным образом, и любые из общеизвестных органических полиизоцианатов, используемых в обычном синтезе полиуретановых смол, могут быть использованы. Предпочтительные примеры включают 4,4'-дифенилметандиизоцианат (сокращенно MDI), дициклогексилметан-4,4'-диизоцианат (сокращенно гидрированный MDI), изофорондиизоцианат, 1,3-ксилилендиизоцианат, 1,4-ксилилендиизоцианат, 2,4-толилендиизоцианат, m-фенилендиизоцианат и р-фенилендиизоцианат. Либо может быть использован полиуретановый и т.п. форполимер, полученный при взаимодействии указанного выше органического полиизоцианата и низкомолекулярного полиола или полиамина с образованием концевого изоцианата.

В качестве гидрофильного компонента, который будет использоваться вместе с описанным выше органическим полиизоцианатом в синтезе первой гидрофильной смолы, предпочтительным является гидрофильное соединение, имеющее гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную и т.п. группу и средний вес молекулярный вес в диапазоне от 400 до 8000. Примеры гидрофильного полиола, имеющего концевую гидроксильную группу, включают полиэтиленгликоль, полиэтиленгликоль/политетраметиленгликоль сополимеризованный полиол, полиэтиленгликоль/полипропиленгликоль сополимеризованный полиол, полиэтиленгликоля адипат полиол, полиэтиленгликоля сукцинат полиол, полиэтиленгликоль/поли-ε-лактон сополимеризованный полиол и полиэтиленгликоль/поливалеролактон сополимеризованный полиол.

Примерами гидрофильного полиамина с концевой аминогруппой являются полиэтиленоксид-диамины, полиэтиленоксид-пропиленоксид-диамины, полиэтиленоксид-триамины и полиэтиленоксид-пропиленоксид-триамины. Кроме этих соединений включены продукты присоединения этиленоксида и т.п., имеющие карбоксильную группу или винильную группу.

В данном изобретении вместе с указанным выше гидрофильным компонентом может быть использован другой полиол, полиамин, поликарбоновая кислота и т.п. вещество без гидрофильной цепи с целью придания водостойкости гидрофильной смоле.

Удлинитель цепи, который при необходимости будет использоваться в синтезе первой гидрофильной смолы, не ограничивается конкретным образом, и может быть использован любой из общеизвестных удлинителей цепи, такой как, например, низкомолекулярный диол и диамин. Например, может быть использован этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, этилендиамин, гексаметилендиамин и т.д.

Предпочтительно, чтобы первая гидрофильная смола, полученная с использованием приведенных выше ингредиентов, имела среднюю молекулярную массу (измеренную с помощью гельпроникающей хроматографии в пересчете на стандартный полистирол) в диапазоне от 3000 до 800000. Более предпочтительно средняя молекулярная масса находится в диапазоне от 5000 до 500000.

Касательно первой гидрофильной смолы, которая особенно подходит для способа удаления радиоактивного иода первого данного изобретения, то предпочтительным является то, что содержание третичной аминогруппы в смоле находится в диапазоне от 0,1 до 50 экв. (эквивалент)/кг, более предпочтительно от 0,5 до 20 экв/кг. Нежелательно, чтобы содержание третичной аминогруппы составляло менее 0,1 экв/кг, а именно менее 1 аминогруппы на 10000 молекулярной массой, так как проявление свойств по удалению иода, намеченной цели данного изобретения, имеет тенденцию становиться недостаточным, а с другой стороны нежелательно, чтобы содержание третичной аминогруппы превышало 50 экв/кг, а именно превышало 500 аминогрупп на молекулярную массу 10000, так как гидрофобность становится сильной за счет уменьшения гидрофильной части в смоле, и водопоглощающая способность первой гидрофильной смолы становится хуже.

Кроме того, предпочтительно, чтобы содержание гидрофильного сегмента, который образует первую гидрофильную смолу, особенно подходящую для осуществления данного изобретения, находилось в диапазоне от 30 до 80 масс. %, более предпочтительно в диапазоне от 50 до 75 масс. %. Нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента составляло менее 30 масс. %, потому что водопоглощающая способность гидрофильной смолы становится хуже, и свойства по удалению радиоактивного иода ухудшаются. С другой стороны, нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента превышало 80 масс. %, потому что гидрофильная смола становится менее водостойкой.

В способе удаления радиоактивного иода первого данного изобретения предпочтительно использовать первую гидрофильную смолу, например, в воплощении, описанном ниже. А именно, воплощение включает, при использовании первой гидрофильной смолы, пленку, полученную путем нанесения раствора смолы, полученной из вышеупомянутых сырьевых материалов, на прокладочную бумагу, пленку и т.п. таким образом, что толщина после высушивания составляет от 5 до 100 мкм, предпочтительно от 10 до 50 мкм, и высушивания полученной покрытой бумаги или пленки в сушильной печи. В этом случае первая гидрофильная смола используется в качестве пленки для адсорбции радиоактивного иода путем отслаивания пленки с прокладочной бумаги/пленки во время использования. Более того, раствор смолы, полученный из вышеупомянутых сырьевых материалов, может быть использован путем нанесения на различные базальные материалы или погружения в них. В качестве базального материала в данном случае могут быть использованы металл, стекло, дерево, волокна, различные пластики и т.п.

Радиоактивный иод в жидкости может быть селективно устранен путем погружения пленки, изготовленной из первой гидрофильной смолы или соответствующих покрытых листов с различными базальными материалами, где пленки или листы получены так, как описано выше, в радиоактивные жидкие отходы, жидкие отходы, в которых радиоактивное твердое тело деконтаминируют водой заранее, и т.п. Кроме того, диффузия радиоактивного иода может быть предотвращена путем покрытия твердого тела и т.п., контаминированного радиоактивностью, пленкой или листом, изготовленным из первой гидрофильной смолы.

Так как пленка или лист, изготовленные из первой гидрофильной смолы, нерастворимы в воде, то они могут легко изъяты из отработанной жидкости после деконтаминации. Таким образом, деконтаминация может осуществляться просто и недорого, без необходимости специальных средств и электроэнергии для удаления радиоактивного иода. Кроме того, когда поглощенную влагу высушивают и нагревают до 100-150°С, можно ожидать эффект уменьшения объема радиоактивных отходов, поскольку за счет размягчения смолы происходит объемная усадка смолы.

(Второе данное изобретение)

Далее будет подробно описано второе данное изобретение с его предпочтительными воплощениями.

Гидрофильная смола, которая составляет второе данное изобретение, может быть гидрофильной смолой, имеющей гидрофильный сегмент, который содержит гидрофильный компонент в качестве составной части, сегмент, содержащий третичную аминогруппу, который содержит компонент, имеющий по меньшей мере одну третичную аминогруппу в качестве составной части и полисилоксановую единицу в структуре. Эти сегменты, в случае, когда во время синтеза гидрофильной смолы удлинитель цепи не используется, случайным образом соединены через уретановую связь, мочевинную связь, уретан-мочевинную связь и т.п., соответственно. В случае, когда во время синтеза гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, между указанными связями существует короткая цепь в виде остатка удлинителя цепи вместе с указанными связями.

Относительно причины, почему простое удаление радиоактивного иода будет достигнуто с помощью гидрофильной смолы, имеющей описанную выше структуру, авторы данного изобретения полагают следующее. Гидрофильная смола, используемая в данном изобретении, превосходно впитывает воду благодаря гидрофильному сегменту в ее структуре так же, как гидрофильная смола, используемая в первом данном изобретении, описанном ранее; кроме того, между аминогруппой и ионизированным радиоактивным иодом формируется ионная связь за счет того, что третичная аминогруппа внедряется в структуру гидрофильной смолы, в результате чего радиоактивный иод, по-видимому, фиксируется в смоле.

Тем не менее, при наличии влаги описанная выше ионная связь склонна к диссоциации, и считается, что радиоактивный иод снова высвобождается из смолы через определенный промежуток времени, и авторы данного изобретения предполагали, что трудно закрепить фиксированное состояние радиоактивного иода в смоле. Тем не менее, неожиданно авторы данного изобретения обнаружили, что ионно-связанный радиоактивный иод фактически остается фиксированным в смоле спустя длительный промежуток времени. Причина неизвестна, тем не менее, авторы данного изобретения расценили, что причина этого в том, что гидрофильная смола также имеет гидрофобную часть в молекуле, и гидрофобная часть окружает периферическую часть гидрофильной части (гидрофильный сегмент), и между третичной аминогруппой в смоле и радиоактивным иодом образуется ионная связь.

Кроме того, гидрофильная смола, используемая во втором данном изобретении, должна иметь полисилоксановый сегмент в своей структуре, и причина заключается в следующем. Полисилоксан, введенный в молекулу смолы, является принципиально гидрофобным (водоотталкивающим), однако в том случае, когда полисилоксановый сегмент введен в количестве, находящемся в определенном диапазоне, смола, как известно, становится «восприимчивой к окружающей среде» (см. KOBUNSHI RONBUNSHU vol. 48, no. 4, p. 227(1991)). A именно, «восприимчивость к окружающей среде» смолы, описанная в литературе, представляет собой явление, когда поверхность смолы полностью покрыта полисилоксановым сегментом в сухом состоянии, однако, когда смола погружена в воду, полисилоксановый сегмент спрятан в смоле.

Второе данное изобретение использует феномен «восприимчивости к окружающей среде», демонстрируемый смолой в результате введения полисилоксанового сегмента при удалении радиоактивного иода. Как было описано выше, когда образуется ионная связь между третичной аминогруппой, введенной в гидрофильную смолу, и радиоактивным иодом в качестве объекта обработки, гидрофильность смолы дополнительно увеличивается и в результате этого, наоборот, возникает риск развития следующей проблемы. А именно, в способе удаления радиоактивного иода по данному изобретению гидрофильная смола используется, например, в виде пленки и т.п., как описано ниже, чтобы проводить удаление радиоактивного иода путем его иммобилизации, однако в том случае, если количество радиоактивного иода для удаления велико, существует риск того, что возникнет проблема водостойкости, необходимой для смолы. Против этого риска второе данное изобретение реализует состав смолы, где используемая смола обладает достаточной водостойкостью, и обработка эффективно осуществляется путем дальнейшего введения полисилоксанового сегмента в гидрофильную смолу (в молекулярную структуру), чтобы использовать ее даже в описанном выше случае. А именно, гидрофильная смола, характеризующая второе данное изобретение, становится более полезной, когда используется для удаления иода путем реализации свойств водостойкости смолы и устойчивости к блокировке (устойчивости к прилипанию) на поверхности, что достигается за счет дополнительного введения полисилоксанового сегмента в дополнение к водопоглощающему свойству, которое достигается за счет гидрофильного сегмента, введенного в структуру, и свойству фиксации радиоактивного иода, которое достигается за счет третичной аминогруппы, введенной в структуру.

В качестве гидрофильной смолы, которая имеет важное значение в способе удаления радиоактивного иода второго данного изобретения и способна реализовать описанный выше замечательный эффект, эффективной в использовании является, например, гидрофильная смола, выбранная среди гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы; полученная при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина («гидрофильный компонент»), и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле; и имеющая гидрофильный сегмент и, в молекулярной цепи, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент (далее смолу также называют «второй гидрофильной смолой»).

Далее будет описан сырьевой материал для формирования описанной выше второй гидрофильной смолы, пригодной для способа удаления радиоактивного иода второго данного изобретения. Гидрофильная смола должна иметь гидрофильный сегмент, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент в своей структуре, и поэтому предпочтительно использовать, как часть сырьевого материала, полиол, имеющий по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамин, имеющий по меньшей мере одну третичную аминогруппу,