ВЗАЄМОДІЯ Н(D,Т)О З МІНЕРАЛЬНИМИ АДСОРБЕНТАМИ У СТАЦІОНАРНИХ СИСТЕМАХ - ПУШКАРЬОВ, Олександр; СЕВРУК, Ірина; ЗУБКО, Олександр; ДОЛІН, Віталій; ДЕМІХОВ, Юрій; СКРИПКІН, Вадим (Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія, 2025)
Вступ. Теоретичною базою експериментів є уявлення, що значні адсорбційні властивості шаруватих силікатів монтморилонітової і палигорськітової груп та кліноптилоліту з розвинутою питомою поверхнею внаслідок динамічного характеру адсорбційно-десорбційних процесів за рахунок кінетичних ізотопних ефектів можуть забезпечити пріоритетне утримання біля адсорбційних поверхонь мінеральних частинок більш інерційних гідроксидних груп ОT–. Методи. Для експериментів було використано: черкаський бентоніт із вмістом монтморилоніту 75 % (далі монтморилоніт), варварівській сапоніт та сокирницький кліноптилоліт. Експерименти виконувалися у стаціонарному режимі в герметично закритих ємностях (двофазна водно-мінеральна система). Результати. За перші 7 діб взаємодії водної і мінеральної фаз питома активність тритію в робочому розчині зменшилася на 31,8–69,5 %. У подальшому протягом 92 діб взаємодії водного розчину Н(D,Т)О з мінеральними адсорбентами зміна питомої активності тритію не перевищувала 2–4%. Одночасно протягом цього часу вихідна концентрація дейтерію у робочому розчині Н(D,Т)О двофазних водно-мінеральних систем зменшилася лише на 0,8–14 % з коливанням від 0,0066 до 0,0408 %. За час експерименту у закритих водно-мінеральних системах відбувся частковий міжфазовий перерозподіл вихідного запасу ізотопів водню, який налічувався в початковому робочому розчині Н(D,Т)О. У процесі адсорбційного поглинання розчину мінеральними адсорбентами відбулося заміщення вихідної вологи в мінеральній фазі на Н(D,Т)О та збільшення в них вмісту ізотопів водню. Вміст тритію в адсорбаті залежно від мінерального типу адсорбенту збільшився на 31,8–69,5 %. Вміст дейтерію збільшився на 10,1–48,6 %, що було зумовлено різною адсорбційною ємністю мінеральних адсорбентів. Адсорбція робочого розчину Н(D,Т)О мінеральними адсорбентами супроводжувалася фракціонуванням важких ізотопів водню. Висновки. У результаті взаємодії розчину Н(D,Т)О з мінеральними адсорбентами кінетичні ізотопні ефекти зумовили пріоритетне утримання більш інерційних гідроксидних ОT–- груп, ніж OD–- груп біля адсорбційної поверхні мінеральних частинок. Як наслідок – у стаціонарних водно-мінеральних системах відбулося міжфазове фракціонування важких ізотопів водню. Коефіцієнти міжфазового фракціонування тритію дорівнюють від α = 1,26 для палигорськіту до α = 2,96 для кліноптилоліту. Для дейтерію цей показник дорівнює від α = 0,89 для кліноптилоліту до α = 1,10 для сапоніту.