СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЦЕЗИЯ, ГИДРОФИЛЬНАЯ СМОЛЯНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЦЕЗИЯ, СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЙОДА И РАДИОАКТИВНОГО ЦЕЗИЯ И ГИДРОФИЛЬНАЯ СМОЛЯНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЙОДА И РАДИОАКТИВНОГО ЦЕЗИЯ Российский патент 2016 года по МПК G21F9/12 

Область техники

[0001] Данное изобретение относится к способу удаления, который можно применять для удаления радиоактивного цезия в отработанной радиоактивной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, получаемом за счет атомной электростанции или установки по переработке отработанного ядерного топлива, а также к гидрофильной смоляной композиции, подходящей для этого способа, где гидрофильная смоляная композиция демонстрирует способность удерживать радиоактивный цезий. Данное изобретение также относится к способу удаления, который можно применять для удаления как радиоактивного йода, так и радиоактивного цезия, присутствующих в отработанной радиоактивной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, получаемом за счет атомной электростанции или установки по переработке отработанного ядерного топлива, а также к гидрофильной смоляной композиции, которая демонстрирует способность удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий.

Уровень техники

[0002] В широко распространенных сейчас энергетических атомных реакторах деление ядра в ядерном реакторе сопровождается образованием значительного количества радиоактивных побочных продуктов. Основными радиоактивными веществами среди радиоактивных побочных продуктов являются продукты деления и активные элементы, включая особо опасные радиоактивные изотопы, такие как радиоактивный йод, радиоактивный цезий, радиоактивный стронций и радиоактивный церий. Поскольку радиоактивный йод среди этих радиоактивных веществ превращается в газ при 184°C, существует риск выброса радиоактивного йода в момент проверки или замены ядерного топлива, а тем более в случае непредвиденного события, такого как авария при обращении с ядерным топливом или авария со всплеском мощности. Основными радиоактивными изотопами йода, которые необходимо принять во внимание при выбросе, являются йод-129 с длинным периодом полураспада (период полураспада: 1,57×10⁷ лет) и йод-131 с коротким периодом полураспада (период полураспада: 8,05 дней). Обычный йод, который не проявляет радиоактивность, является важнейшим микроэлементом в организме человека, накапливается в щитовидной железе рядом с гортанью и становится компонентом гормона роста. Таким образом, когда человек получает радиоактивный йод при дыхании или через воду/продукты, он накапливается в щитовидной железе таким же образом, как и в случае обычного йода, и увеличивает внутреннее воздействие радиоактивности, и, соответственно, в связи с радиоактивным йодом должно быть реализовано особенно строгое измерение для снижения количества выбрасываемой радиоактивности.

[0003] Кроме того, радиоактивный цезий имеет температуру плавления 28,4°C, является одним из металлов, которые становятся жидкими при нормальной температуре окружающей среды, и представляет собой металл, который чрезвычайно подвержен выбросу, так же как радиоактивный йод. Основные изотопы радиоактивного цезия, которые нужно принять во внимание при выбросе, представляют собой цезий-134, имеющий относительно короткий период полураспада (период полураспада 2 года), и цезий-137, имеющий длительный период полураспада (период полураспада: 30 лет). Среди основных изотопов радиоактивного цезия цезий-137, в частности, не только имеет длительный период полураспада, но также дает излучение большой энергии и имеет высокую растворимость в воде, потому что радиоактивный цезий является щелочным металлом. Кроме того, радиоактивный цезий легко поглощается организмом человека при дыхании, а также через кожу, и равномерно распределяется по всему организму, и, следовательно, опасность для здоровья людей при выбросе радиоактивного цезия становится серьезной.

[0004] Таким образом, когда радиоактивный цезий случайно выбрасывается в связи с непредвиденным событием и т.п. из ядерных реакторов, эксплуатируемых по всему миру, возникают опасения, что радиоактивный цезий вызывает не только радиоактивное заражение работников ядерных реакторов или жителей района, но также радиоактивное заражение людей и животных в более широком диапазоне через продукты питания или воду, загрязненные радиоактивным цезием, принесенным по воздуху. Несомненно, опасность в связи с радиоактивным загрязнением уже доказана в результате аварии на Чернобыльской атомной электростанции.

[0005] Для такой ситуации в качестве способа переработки радиоактивного йода, генерируемого в ядерном реакторе, были исследованы система очищающей обработки, система физической/химической обработки путем заполнения твердым адсорбентом с использованием волокнистого активированного угля и т.п. (см. патентные документы 1 и 2), обработка ионообменным материалом (см. патентный документ 3) и т.д.

[0006] Тем не менее, любой из указанных выше способов имеет проблемы, описанные ниже, и нужно разработать способ удаления радиоактивного йода, при котором эти проблемы решатся. Прежде всего, в качестве системы очистки, используемой на практике, существует щелочной способ очистки или подобные способы, тем не менее, есть много проблем с точки зрения количества и безопасности использования системы очистки с жидким адсорбентом и хранения обработанной жидкости, так как оно продолжается в течение долгого времени. Кроме того, в системе физической/химической обработки с заполнением твердым адсорбентом захваченный радиоактивный йод всегда может быть заменен другими газами, и, более того, система очистки имеет такую проблему, что адсорбированный материал склонен к выходу при повышении температуры. Кроме того, в системе очистки с помощью ионообменного материала температура термостойкости ионообменного материала составляет примерно до 100°C, и существует проблема с тем, что ионообменный материал не будет проявлять достаточную производительность при температуре выше, чем температура термостойкости.

[0007] С другой стороны, в качестве способа обработки для удаления радиоактивного цезия, образующегося при ядерном делении в ядерном реакторе, известен способ адсорбции с неорганическим ионообменником или селективной ионообменной смолой, способ соосаждения с помощью тяжелого металла и растворимого ферроцианида или соли ферроцианида, способ химической обработки реагентом, осаждающим цезий, и т.д. (см, например, патентный документ 4).

[0008] Тем не менее, при любом из описанных выше способов обработки необходимы масштабные объекты, такие как циркуляционный насос, очистительная емкость, а также заправочная емкость, содержащая различные адсорбенты, и, кроме того, для работы этих объектов необходимо большое количество энергии. Более того, когда поставка источника энергии приостанавливается, как при аварии, произошедшей на АЭС Фукусима-1 в Японии 11 марта 2011 года, эти средства могут не работать, и в таком случае степень риска загрязнения радиоактивным цезием повышается. В частности, в том случае, когда поставка источника энергии приостанавливается, применение способа удаления радиоактивного цезия, рассеиваемого в периферийные области при аварии со всплеском мощности, оказывается в крайне трудной ситуации, и возникает беспокойство, что возможна ситуация, при которой распространится радиоактивное загрязнение. Таким образом, существует острая необходимость в разработке способа удаления радиоактивного цезия, который может применяться даже тогда, когда возникает ситуация, при которой поставка источника энергии приостанавливается, и когда такой способ удаления радиоактивного цезия будет разработан, этот способ будет чрезвычайно полезным.

Список цитирования

Патентная литература

[0009] Патентный документ 1: JP-62-44239

Патентный документ 2: JP-A-2008-116280

Патентный документ 3: JP-A-2005-37133

Патентный документ 4: JP-A-4-118596

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0010] Соответственно, целью первого данного изобретения и второго данного изобретения является решение проблем известного уровня техники и предоставление нового способа удаления радиоактивного цезия, который является простым и недорогим, а также не требует источника энергии, такого как электричество, более того, с помощью него можно захватывать и стабильно удерживать удаленный радиоактивный цезий в твердом веществе, а также, при необходимости, уменьшать объем радиоактивных отходов. Кроме того, другой целью первого данного изобретения и второго данного изобретения является разработка новой гидрофильной смоляной композиции, которая имеет функцию, полезную для описанного выше способа, и способна удерживать радиоактивный цезий, где с помощью этой гидрофильной смоляной композиции можно просто реализовать применение способа удаления радиоактивного цезия.

[0011] Кроме того, еще одной целью второго данного изобретения является предоставление для применяемой обработки новой гидрофильной смоляной композиции для удаления радиоактивного цезия, превосходной в практическом применении за счет повышения водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к слипанию) поверхности в случае, когда гидрофильная смоляная композиция используется в такой форме, как смоляная пленка или лист, помимо того, что она обладает функцией, особенно полезной для описанного выше способа, и способна удерживать радиоактивный цезий.

[0012] Кроме того, целью данного третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения является предоставление эффективного способа обработки, который можно применить для совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, чтобы решить проблемы известного уровня техники и создать новый способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, который является простым и недорогим, а также не требует источника энергии, такого как электричество, и с помощью которого можно захватывать и стабильно удерживать удаленный радиоактивный йод и радиоактивный цезий в твердом веществе, и также, при необходимости, уменьшать объем радиоактивных отходов. Кроме того, другой целью третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения является разработка новой гидрофильной смоляной композиции, которая имеет функцию, используемую в осуществлении описанного выше способа, и способна удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий, при этом гидрофильная смоляная композиция позволяет удалять эти радиоактивные вещества вместе.

[0013] Кроме того, еще одной целью четвертого данного изобретения является предоставление для применяемой обработки новой гидрофильной смоляной композиции, улучшенной в практическом применении за счет повышения водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к слипанию) поверхности в случае, когда гидрофильная смоляная композиция используется в такой форме, как смоляная пленка или лист, помимо того, что она обладает функцией, особенно полезной для описанного выше способа, и способна удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий.

Решение проблемы

[0014] Каждая из целей достигается первым, вторым, третьим или четвертым данным изобретением, описанным ниже. А именно, в качестве первого данного изобретения предложен способ удаления радиоактивного цезия, включающий обработку с целью удаления радиоактивного цезия в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и цеолит, где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент; и гидрофильная смоляная композиция содержит цеолит, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0015] В качестве второго данного изобретения предложен способ удаления радиоактивного цезия, включающий обработку с целью удаления радиоактивного цезия в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и цеолит, где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, полисилоксановый сегмент; и гидрофильная смоляная композиция содержит цеолит, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0016] В описанном выше втором данном изобретении предпочтительным является, чтобы гидрофильная смола в гидрофильной смоляной композиции являлась смолой, полученной из, как части сырьевого материала, соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

[0017] В качестве другого воплощения первого данного изобретения предложена гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, которая обладает способностью удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит; гидрофильная смола является смолой, содержащей гидрофильный сегмент, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и где цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0018] В качестве другого воплощения первого данного изобретения предложена гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, которая обладает способностью удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит; гидрофильная смола является по меньшей мере одной выбранной из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата с высокомолекулярным полиолом и/или полиамином в качестве гидрофильного компонента; и где цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0019] В другом воплощении второго данного изобретения предложена гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, демонстрирующая способность удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит; гидрофильная смола является смолой, которая содержит гидрофильный сегмент и полисилоксановый сегмент и получена при взаимодействии, в качестве исходного материала, соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и где цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0020] В качестве другого воплощения второго данного изобретения предложена гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, демонстрирующая способность удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит; гидрофильная смола является по меньшей мере одной выбранной из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, полисилоксановый сегмент, и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и где цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0021] В предпочтительных воплощениях первого или второго данного изобретения, относящихся к описанному выше способу удаления радиоактивного цезия или к описанной выше гидрофильной смоляной композиции, гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом; и цеолит является соединением, представленным следующей общей формулой (1).

[где в формуле (1) M²⁺ представляет собой любое вещество среди Ca²⁺, Mn²⁺, Ba²⁺ и Mg²⁺, M⁺ представляет собой вещество среди Na⁺, K⁺ и Li⁺, m представляет собой число от 1 до 18, а n представляет собой число от 1 до 70].

[0022] В качестве третьего данного изобретения предложен способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, в котором применяется обработка с целью удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и цеолит, где гидрофильная смола содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу; и где гидрофильная смоляная композиция включает цеолит, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0023] В предпочтительном воплощении описанного выше третьего данного изобретения гидрофильная смола представляет собой смолу, полученную из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу.

[0024] В качестве четвертого данного изобретения предложен способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, в котором применяется обработка с целью удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, присутствующих в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и цеолит, где гидрофильная смола содержит по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент; и где цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0025] В предпочтительном воплощении описанного выше четвертого данного изобретения гидрофильная смола является смолой, образованной из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

[0026] В качестве другого воплощения третьего данного изобретения предложена гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующая способность удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит; гидрофильная смола представляет собой смолу, которая имеет гидрофильный сегмент и, в молекулярной цепи, третичную аминогруппу, и которая сформирована из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и где цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0027] В еще одном воплощении третьего данного изобретения предложена гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, обладающая способностью удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит; гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильный полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи своей структуры, третичную аминогруппу, и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле; и где цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0028] В качестве другого воплощения четвертого данного изобретения предложена гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующая способность удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит; гидрофильная смола представляет собой смолу, которая имеет гидрофильный сегмент и, в молекулярной цепи, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент, и которая получена при взаимодействии полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; причем смола является нерастворимой в воде и горячей воде; и цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0029] В еще одном воплощении четвертого данного изобретения предложена гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующая способность удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит; гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или в боковой цепи структуры, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент, и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и где цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0030] В предпочтительных воплощениях третьего или четвертого данного изобретения, относящиеся к описанному выше способу удаления радиоактивного цезия или к описанной выше гидрофильной смоляной композиции, гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом; и цеолит является соединением, представленным следующей общей формулой (1).

[где в формуле (1) M²⁺ представляет собой любое вещество среди Ca²⁺, Mn²⁺, Ba²⁺ и Mg²⁺, M⁺ представляет собой вещество среди Na⁺, K⁺ и Li⁺, m представляет собой число от 1 до 18, а n представляет собой число от 1 до 70].

Полезные эффекты изобретения

[0031] В соответствии с первым данным изобретением или вторым данным изобретением предложен новый способ удаления радиоактивного цезия, который можно применять для переработки радиоактивного цезия, присутствующего в жидкости или твердом веществе, и который является простым и недорогим, а также не требует источника энергии, такого как электричество, с помощью которого также можно захватывать и стабильно удерживать удаленный радиоактивный цезий в твердом веществе, а также уменьшать, при необходимости, объем радиоактивных отходов.

[0032] В соответствии с первым данным изобретением предложена новая гидрофильная смоляная композиция, которая обладает способностью удерживать радиоактивный цезий, делает возможным применение обработки для удаления радиоактивного цезия и, при необходимости, уменьшение объема радиоактивных отходов, потому что основным компонентом гидрофильной смоляной композиции является смоляная композиция. Замечательные эффекты данного изобретения достигаются с помощью чрезвычайно простого способа, который использует гидрофильную смоляную композицию, содержащую цеолит, диспергированный в гидрофильной смоле, имеющей гидрофильный сегмент в ее структуре. Описанную выше гидрофильную смолу получают в результате взаимодействия, например, органического полиизоцианата с высокомолекулярным гидрофильным полиолом и/или полиамином (далее полиол и полиамин упоминаются как "гидрофильный компонент"), а более конкретные примеры гидрофильной смолы включают по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы.

[0033] В частности, в соответствии со вторым данным изобретением предложена гидрофильная смоляная композиция с высокой практичностью, которая обладает способностью удерживать радиоактивный цезий и реализует улучшение водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к слипанию) поверхности при использовании в такой форме, как пленка, во время обработки с целью удаления, и, таким образом, обработка с целью удаления радиоактивного цезия может быть реализована в лучшем виде. Кроме того, поскольку основной компонент гидрофильной смоляной композиции представляет собой смоляную композицию, предложена новая гидрофильная смоляная композиция, с помощью которой при необходимости также можно уменьшать объем радиоактивных отходов. Эти замечательные эффекты во втором данном изобретении достигаются с помощью чрезвычайно простого способа, который использует гидрофильную смоляную композицию, содержащую цеолит, диспергированный в ней, вместе с гидрофильной смолой, имеющей гидрофильный сегмент в ее структуре и полисилоксановый сегмент в основной цепи и/или в боковой цепи. Гидрофильную смолу, которая характеризует второе данное изобретение, получают при взаимодействии, например, органического полиизоцианата, гидрофильного компонента и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле, и более конкретные примеры гидрофильной смолы включают по меньшей мере одну выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет описанную выше структуру.

[0034] В соответствии с третьим данным изобретением или четвертым данным изобретением предложен новый способ, который делает возможной обработку с целью удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, присутствующих в жидкости или твердом веществе, и который является простым и недорогим, а также не требует источника энергии, такого как электричество, с помощью которого также можно захватывать, фиксировать и далее стабильно удерживать удаленный радиоактивный йод и радиоактивный цезий в твердом веществе, а также уменьшать объем радиоактивных отходов при необходимости, и можно проводить обработку с целью совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия. В соответствии с данным изобретением предложена новая гидрофильная смоляная композиция, которая обладает способностью удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий, позволяет реализовать обработку с целью совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, и при необходимости уменьшать объем радиоактивных отходов, потому что основным компонентом гидрофильной смоляной композиции является смоляная композиция.

[0035] Эти замечательные эффекты в третьем данном изобретении достигаются с помощью чрезвычайно простого способа, который использует гидрофильную смоляную композицию, полученную диспергированием цеолита в гидрофильной смоле, такой как гидрофильная полиуретановая смола, гидрофильная полимочевинная смола и гидрофильная полиуретан-полимочевинная смола, полученная при взаимодействии органического полиизоцианата, гидрофильного компонента и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле.

[0036] В частности, в соответствии с четвертым данным изобретением предложена гидрофильная смоляная композиция с высокой практичностью, которая обладает способностью удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий и реализует улучшение водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к слипанию) поверхности при использовании в такой форме, как пленка, во время обработки с целью удаления, и, таким образом, обработка с целью удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия может быть реализована в лучшем виде. Эти замечательные эффекты в четвертом данном изобретении достигаются с помощью гидрофильной смолы, содержащей гидрофильный сегмент в ее структуре и по меньшей мере одну третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент в молекулярной цепи, и более подробно, замечательные эффекты в четвертом данном изобретении достигаются с помощью чрезвычайно простого способа, который использует гидрофильную смоляную композицию, полученную диспергированием цеолита в гидрофильной смоле, такой как гидрофильная полиуретановая смола, гидрофильная полимочевинная смола и гидрофильная полиуретан-полимочевинная смола, полученная при взаимодействии органического полиизоцианата, гидрофильного компонента, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

Краткое описание графических материалов

[0037] Фиг. 1 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смоляную композицию из примеров с 1-1 по 1-3, касающихся первого данного изобретения.

Фиг. 2 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смоляную композицию из примеров с 2-1 по 2-3, касающихся второго данного изобретения.

Фиг. 3 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, содержащей негидрофильную смоляную композицию из сравнительных примеров 1A и 2A первого данного изобретения и сравнительных примеров 1a и 2a второго данного изобретения.

Фиг. 4 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией йода в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смоляную композицию из примеров с 3-1 по 3-3, касающихся третьего данного изобретения.

Фиг. 5 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смоляную композицию из примеров с 3-1 по 3-3, касающихся третьего данного изобретения.

Фиг. 6 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией йода в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смоляную композицию из примеров с 4-1 по 4-3, касающихся четвертого данного изобретения.

Фиг. 7 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, содержащей гидрофильную смоляную композицию из примеров с 4-1 по 4-3, касающихся четвертого данного изобретения.

Фиг. 8 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией йода в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, содержащей негидрофильную смоляную композицию из сравнительных примеров с 1b по 2b, касающихся третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения.

Фиг. 9 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, содержащей негидрофильную смоляную композицию из сравнительных примеров с 1b по 2b, касающихся третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения.

Описание воплощений

[0038] Далее каждое из изобретений с первого по четвертое будут описаны более подробно с предпочтительными воплощениями.

Первое данное изобретение и второе данное изобретение относятся к способу удаления радиоактивного цезия, и основной характеристикой является применение гидрофильной смоляной композиции, способной удерживать радиоактивный цезий, при этом гидрофильная смоляная композиция содержит цеолит, диспергированный в гидрофильной смоле, имеющей определенную структуру.

Кроме того, третье данное изобретение и четвертое данное изобретение относятся к способу удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, и основной характеристикой является применение гидрофильной смоляной композиции, способной удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий, при этом гидрофильная смоляная композиция содержит цеолит, диспергированный в гидрофильной смоле, имеющей определенную структуру.

Понятие "гидрофильная смола" в данном изобретении означает смолу, которая имеет в молекуле гидрофильную группу, но не растворима в воде, горячей воде и т.д., и гидрофильная смола в данном изобретении четко отделяется от водорастворимой смолы, такой как поливиниловые спирты, поливинилпирролидоны, полиакриловые кислоты и производные целлюлозы.

[0039] Каждая из гидрофильных смоляных композиций, характеризующих данное изобретение с первого по четвертое, содержит гидрофильную смолу, имеющую определенную структуру, и цеолит, и радиоактивный цезий может быть благоприятно удален из радиоактивной отработанной жидкости или радиоактивного твердого вещества в случае, когда используется любая из гидрофильных смоляных композиций. Авторы данного изобретения считают следующее относительно причины, почему становится возможным удаление радиоактивного цезия при применении этих гидрофильных смоляных композиций. Прежде всего, любая из гидрофильных смол, используемых в данных изобретениях с первого по четвертое, имеет в структуре гидрофильный сегмент и, следовательно, демонстрирует превосходную абсорбцию воды в связи с наличием гидрофильного сегмента. По этой причине считается, что ионизированный радиоактивный цезий, который является объектом переработки, быстро поглощается смолой. И в любом из способов удаления данного изобретения, с первого по четвертое, используется гидрофильная смоляная композиция, содержащая цеолит, диспергированный в гидрофильной смоле, которая демонстрирует такую водопоглощающую функцию, и, как описано ниже, известно, что селективная абсорбция или т.п. иона цезия происходит на цеолите, и цеолит может быть использован для удаления иона цезия. Считается, что поскольку вышеописанная гидрофильная смола, способная быстро захватывать ионизированный радиоактивный цезий, который является объектом переработки, и цеолит присутствуют вместе в любой из гидрофильных смоляных композиций, которые характеризуют с первого по четвертое данное изобретение, то радиоактивный цезий более быстро и эффективно прикрепляется к диспергированному цеолиту и удерживается смолой, и в результате этого эффективное удаление радиоактивного цезия может быть достигнуто в данных изобретениях с первого по четвертое. Кроме того, в соответствии с третьим данным изобретением и четвертым данным изобретением, в которых в качестве гидрофильной смолы используются смолы, структуры которых отличаются от структур смол, используемых в первом данном изобретении и втором данном изобретении, становится возможной обработка с целью удаления не только радиоактивного цезия, как описано выше, но также радиоактивного йода и радиоактивного цезия, тем не менее, причины этого будут описаны ниже.

[0040]

[Цеолит]

Цеолит, используемый в данном изобретении, может быть синтезирован искусственно, но он является кристаллическим соединением: включает кремний, алюминий и кислород; имеет мелкие поры на молекулярном уровне; и производится природным способом, и известны цеолиты, имеющие различные кристаллические структуры. Так как цеолит имеет конкретную кристаллическую структуру с порами, имеющими очень большую площадь поверхности, то он обладает высокой способностью адсорбировать газы, ионы т.п. и высокой каталитической активностью, усиливая различные химические реакции, а также, поскольку может быть выполнено просеивание молекул по размеру пор, цеолит используется в широком диапазоне отраслей промышленности.

[0041] Природный цеолит представляет собой минерал, имеющий пустоты (поры), описанные выше, в кристаллической структуре между алюмосиликатами, представленными общей формулой (1).

[где в формуле (1) M²⁺ представляет собой любое вещество среди Ca²⁺, Mn²⁺, Ba²⁺ и Mg²⁺, M⁺ представляет собой вещество среди Na⁺, K⁺ и Li⁺, m представляет собой число от 1 до 18, а n представляет собой число от 1 до 70].

[0042] Цеолит широко используется в качестве катализатора и адсорбирующего материала, как описано выше, и, кроме того, поскольку катион, содержащийся в цеолите, может быть легко заменен на другой ион, и, следовательно, цеолит обладает сильной ионообменной способностью, и, кроме того, поскольку цеолит может быть использован даже в условиях высокой температуры, которая не подходит для смолы, цеолит также полезен в качестве ионообменного материала. В данном изобретении путем применения сильной ионообменной способности, в частности, которую цеолит имеет в дополнение к вышеупомянутой высокой адсорбирующей способности, радиоактивный цезий, присутствующий в жидкости и/или твердом веществе, удаляется. Здесь конкретно описана ионообменная способность цеолита. Ионообменная способность цеолита проявляется в связи с кристаллической структурой, которая формирует его скелет, описанный ниже. Так как кремний (Si) в качестве одного из компонентов, формирующих скелет цеолита (кристаллическую решетку), является четырехвалентным катионом, то баланс электрических зарядов сохраняется между кремнием и кислородом, который является двухвалентным анионом, в составе SiO₂, однако поскольку алюминий (Al), еще один компонент, является трехвалентным катионом, то когда алюминий включен в скелет вместо кремния, не хватает одного положительного заряда и возникает дефицит катиона. Таким образом, в цеолите содержится другой катион, а баланс зарядов сохраняется путем включения катиона, такого как натрий (Na), кальций (Ca), калий (K) и т.п., в ту часть, где возникает дефицит. Поскольку катион, встроенный и содержащийся в цеолите, имеет способность заменяться другим катионом, и наоборот, то цеолит имеет высокую ионообменную способность. Очередность приоритета катионного обмена в цеолите такова.

[0043]

<Порядок ионного обмена>

Цезий (Cs) > рубидий (Rb) > аммоний (NH₄) > барий (Ba) > стронций (Sr) > натрий (Na) > кальций (Ca) > железо (Fe) > алюминий (Al) > магний (Mg) > литий (Li).

[0044] Как описано выше, поскольку порядок ионного обмена цезия и стронция высокий, то считается, что ионообменная способность цеолита может быть использована для удаления радиоактивных веществ, таких как радиоактивный цезий, и это общеизвестно. В данном изобретении с первого по четвертое предложены способы, которые можно применить для обработки с целью более эффективного, простого и экономичного удаления радиоактивного цезия с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей цеолит, диспергированный в гидрофильной смоле. Прежде всего, во втором и четвертом данном изобретении предложены способы, улучшенные в отношении практичности, с помощью которых радиоактивный цезий может быть быстро захвачен, и обработка с целью удаления может быть применена к радиоактивному цезию еще более эффективно, просто и экономично с помощью гидрофильной смоляной композиции, полученной диспергированием цеолита в гидрофильной смоле, имеющей определенную структуру, при этом гидрофильная смола позволяет улучшить водостойкость и сопротивление блокировке поверхности в том случае, когда гидрофильная смоляная композиция используется в виде пленки и т.п. Далее будет подробно описана каждая гидрофильная смола, которая составляет с первого по четвертое данное изобретение.

[0045]

[Гидрофильная смола]

(Первая гидрофильная смола)

Гидрофильная смола, которая характеризует первое данное изобретение (далее называемая первой гидрофильной смолой), характеризуется наличием гидрофильного сегмента, содержащего гидрофильный компонент в качестве составной части. А именно, первая гидрофильная смола может содержать по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильных смол, таких как гидрофильная полиуретановая смола, гидрофильная полимочевинная смола и гидрофильная полиуретан-полимочевинная смола, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, содержащий гидрофильный компонент в качестве составной части в своей структуре. Каждый гидрофильный сегмент в этих гидрофильных смолах случайным образом соединен с помощью уретановой связи, мочевинной связи, уретан-мочевинной связи и т.п. в случае, когда в синтезе гидрофильной смолы не используется удлинитель цепи. Кроме того, в случае, когда при синтезе гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, конструкция выполнена таким образом, что вместе с описанными выше связями между описанными выше связями присутствует короткая цепь, которая является остатком удлинителя цепи.

[0046] Кроме того, первая гидрофильная смоляная композиция, которая может быть использована для способа удаления радиоактивного цезия в первом данном изобретении (далее упоминается как первая гидрофильная смоляная композиция), характеризуется содержанием описанной выше первой гидрофильной смолы. Гидрофильная смола характеризуется применением по меньшей мере одной из смол, перечисленных выше, содержащих гидрофильный сегмент, включающий гидрофильный компонент в качестве составной части и, как было описано ранее, гидрофильная смола является нерастворимой в воде и горячей воде.

[0047] Описанную выше первую гидрофильную смолу с гидрофильным сегментом получают при взаимодействии, например, органического полиизоцианата с соединением, имеющим высокомолекулярный гидрофильный полиол и/или полиамин в качестве гидрофильного компонента. Далее будут описаны соединения, используемые для синтеза первой гидрофильной смолы.

[0048] В качестве гидрофильного компонента, используемого в синтезе первой гидрофильной смолы, предпочтительными являются, например, высокомолекулярный гидрофильный полиол и/или полиамин, имеющие на конце гидрофильную группу, такую как гидроксильная группа, аминогруппа и карбоксильная группа, и со средней молекулярной массой (значение по стандартным образцам полистирола, измеренное с помощью гельпроникающей хроматографии) в диапазоне от 400 до 8000. Более конкретно, гидрофильный компонент, например, гидрофильный полиол, имеющий гидроксильную группу на конце, и его примеры 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.

[0049] Кроме того, гидрофильный компонент, используемый в синтезе первой гидрофильной смолы, представляет собой гидрофильный полиамин, имеющий аминогруппу на конце, и его примеры включают полиэтиленоксид диамин, полиэтиленоксид-пропиленоксид диамин, полиэтиленоксид триамин и полиэтиленоксид-пропиленоксид триамин. Другие гидрофильные компоненты включают продукты присоединения этиленоксида, имеющие карбоксильную группу или винильную группу.

[0050] Первая гидрофильная смола также может быть синтезирована с помощью другого полиола, полиамина, поликарбоновой кислоты и т.п. без гидрофильной цепи вместе с описанным выше гидрофильным компонентом с целью придания водостойкости первой гидрофильной смоле.

[0051] Органический полиизоцианат, используемый в синтезе первой гидрофильной смолы, не ограничивается конкретным образом, и могут быть использованы любые из общеизвестных органических полиизоцианатов, используемых в обычном синтезе полиуретановых смол. В качестве предпочтительного органического полиизоцианата могут быть использованы, например, 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 и т.д., либо полиуретановый и т.п. форполимер, полученный при взаимодействии указанного выше органического полиизоцианата и низкомолекулярного полиола или полиамина с образованием концевого изоцианата.

[0052] Кроме того, в качестве удлинителя цепи, который при необходимости используется в синтезе первой гидрофильной смолы, может быть использован любой из общеизвестных стандартных удлинителей цепи, такой как, например, низкомолекулярный диол и диамин, без конкретных ограничений. Конкретные примеры удлинителя цепи включают этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, этилендиамин и гексаметилендиамин.

[0053] Предпочтительно, чтобы первая гидрофильная смола, имеющая гидрофильный сегмент в молекулярной цепи и полученная в результате описанного выше взаимодействия исходных компонентов, имела среднюю молекулярную массу (значение по стандартным образцам полистирола, измеренное с помощью гельпроникающей хроматографии; все далее указанные значения измерены таким же образом) в диапазоне от 3000 до 800000. Более предпочтительно средняя молекулярная масса находится в диапазоне от 5000 до 500000.

[0054] Предпочтительно, чтобы содержание гидрофильного сегмента в первой гидрофильной смоле, которая может быть использована в способе удаления радиоактивного цезия первого данного изобретения, находилось в диапазоне от 20 до 80 масс. %, более предпочтительно в диапазоне от 30 до 70 масс. %. Нежелательно, чтобы в смоле содержание гидрофильного сегмента составляло менее 20 масс. %, потому что водопоглощающая способность гидрофильной смолы становится меньше, и свойства по удалению радиоактивного цезия ухудшаются. С другой стороны, нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента превышало 80 масс. %, потому что гидрофильная смола становится менее водостойкой.

[0055]

(Вторая гидрофильная смола)

Гидрофильная смола, которая характеризует второе данное изобретение (далее называемая второй гидрофильной смолой), содержит по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, включающий гидрофильный компонент в качестве составной части, а также каждая из которых имеет полисилоксановый сегмент в основной цепи и/или боковой цепи своей структуры. Каждый из этих сегментов случайным образом соединен с помощью уретановой связи, мочевинной связи, уретан-мочевинной связи и т.п. в случае, когда при синтезе второй гидрофильной смолы не используется удлинитель цепи. В случае, когда при синтезе гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, конструкция выполнена таким образом, что вместе с описанными выше связями между описанными выше связями присутствует короткая цепь, которая является остатком удлинителя цепи.

[0056] Вторая гидрофильная смола имеет гидрофильный сегмент в своей структуре таким же образом, как и в случае описанной ранее первой гидрофильной смолы, а также имеет полисилоксановый сегмент в своей структуре. При образовании второй гидрофильной смолы, описанной в данном документе, можно получить более полезный эффект улучшенной водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к слипанию) поверхности, и становится возможной реализация описанного выше назначения второго данного изобретения, более благоприятным образом в случае применения смолы в такой форме как пленка или лист. Полисилоксановый сегмент, 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, т. 48, №4, стр.. 227, 1991). "Восприимчивость к окружающей среде" смолы, описанная в литературе, представляет собой явление, когда поверхность смолы в сухом состоянии полностью покрыта полисилоксановым сегментом, однако когда смола погружена в воду, полисилоксановый сегмент спрятан в смоле.

[0057] Во втором данном изобретении явление "восприимчивости к окружающей среде", демонстрируемое используемой смолой при введении полисилоксанового сегмента в ее структуру, применяется для обработки с целью удаления радиоактивного цезия, и таким образом обработка становится более эффективной. Вторая гидрофильная смола, используемая в данном изобретении, обладает отличной водопоглощающей способностью благодаря гидрофильному сегменту, присутствующему в ее структуре, таким же образом, как в случае вышеупомянутой первой гидрофильной смолы, может быстро поглощать ионизированный радиоактивный цезий и является эффективной для обработки с целью удаления ионизированного радиоактивного цезия. Тем не менее, в соответствии с исследованиями авторов данного изобретения во введении гидрофильной смолы в практическое применение имеет место проблема, описанная ниже, в случае, когда структурная характеристика используемой смолы заключается в наличии только гидрофильного сегмента в ее структуре. А именно, при обработке с целью удаления радиоактивного цезия возникает необходимость, например, изготовить используемую смоляную композицию в такой форме как лист, нанося на материал основания смоляную композицию, или пленка, и погружать лист или пленку в отработанную жидкость, содержащую радиоактивный цезий, или покрыть листом или пленкой твердое вещество, содержащее радиоактивный цезий. В таких случаях для описанной выше обработки с целью удаления радиоактивного цезия требуется долговечность используемой смоляной пленки и т.п. Тем не менее, в случае, когда смола имеет такую структуру, как вышеупомянутая первая гидрофильная смола, трудно сказать, что прочность является достаточной в зависимости от используемого состояния. Авторы данного изобретения провели добросовестные исследования в отношении этой проблемы, и в результате было обнаружено, что водостойкость и устойчивость к блокировке (устойчивость к слипанию) поверхности может быть улучшена за счет дополнительного введения полисилоксанового сегмента в молекулу (в структуру) используемой гидрофильной смолы. А именно, состав смолы становится таким, что смоляная пленка и т.п. проявляет достаточную водостойкость и т.п., и может быть применен более эффективный процесс удаления радиоактивного цезия даже в случае описанной выше формы применения при использовании такой же структуры смолы, как структура второй гидрофильной смолы.

[0058] Считается, что во втором данном изобретении вторая гидрофильная смоляная композиция, в которой цеолит диспергирован вместе со второй гидрофильной смолой, демонстрирующей вышеописанное превосходное свойство, используется для обработки с целью удаления радиоактивного цезия, и, следовательно, радиоактивный цезий более быстро и эффективно фиксируется диспергированным цеолитом и удерживается смолой по вышеуказанной причине.

[0059] Далее будет приведено описание, касающееся исходного материала для получения второй гидрофильной смолы, которая может обеспечить описанную выше превосходную производительность. Предпочтительная вторая гидрофильная смола представляет собой гидрофильную смолу, которая имеет в своей структуре гидрофильный сегмент и, в основной цепи и/или боковой цепи своей структуры, полисилоксановый сегмент, и которая получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле. В частности, предпочтительная вторая гидрофильная смола представляет собой гидрофильную смолу, содержащую по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из который имеет полисилоксановый сегмент. Как описано в данном документе, вторую гидрофильную смолу получают из, как части исходного материала, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле, и примеры конкретного полисилоксанового соединения, используемого в синтезе второй гидрофильной смолы и используемого для введения полисилоксанового сегмента в молекулу второй гидрофильной смолы, включают полисилоксановые соединения, содержащие в молекуле одну или две или более двух реакционноспособных групп, таких как аминогруппа, эпокси-группа, гидроксильная группа, меркаптогруппа и карбоксильная группа. Предпочтительные примеры полисилоксанового соединения, имеющего вышеописанные реакционноспособные группы, включают следующие соединения. Кроме того, низшая алкиленовая группа в следующих соединениях означает низшую алкиленовую группу, имеющую от примерно 1 до примерно 8 атомов углерода.

[0060]

Аминомодифицированные полисилоксановые соединения

(m=1~200, n=2~200)

(m=1~200, n=2~200)

(m=1~300)

(m=1~300, R = низшая алкиленовая группа)

[0061]

Эпоксимодифицированные полисилоксановые соединения

(a=1~300)

(a=1~300, b=1~300, c=2~6)

(a=1~300, b=1~300)

(a=1~300, b=2~200, R = низшая алкиленовая группа)

(a=1~300, R = низшая алкиленовая группа)

(a=1~300)

(a=1~300)

[0062]

Полисилоксановые соединения, модифицированные спиртовыми группами

(m=1~300)

(a=1~300, b=2~200, R = низшая алкиленовая группа)

(a=1~300, b=1~300, c=2~6)

(a=1~300, b=1~300)

(m=1~300, R = низшая алкиленовая группа)

(m=1~300, a=0~5, b=0~50, c=1~3, R=H или алкил-группа)

(m=1~300, a=0~5, b=0~50, c=1~3, R=H или алкил-группа)

[0063]

Полисилоксановые соединения, модифицированные меркапто-группами

(a=1~300, b=2~200)

(m=1~300, R = низшая алкиленовая группа)

[0064]

Карбоксилмодифицированные полисилоксановые соединения

(m=1~300, R = низшая алкиленовая группа)

(a=1~300, b=2~200, R = низшая алкиленовая группа)

(m=1~300, R = низшая алкиленовая группа)

[0065] Среди описанных выше полисилоксановых соединений, содержащих группу с активным водородом, особенно полезны полисилоксановые полиолы и полисилоксановые полиамины. Кроме того, любое из перечисленных соединений является предпочтительным соединением, используемым во втором данном изобретении, однако данное изобретение не ограничивается этими иллюстративными соединениями. Соответственно, не только описанные выше иллюстративные соединения, но и любое другое из соединений, продающихся в настоящее время, легко доступных на рынке и имеющих подобный состав, может быть использовано во втором данном изобретении.

[0066] Как описано выше, в синтезе второй гидрофильной смолы с гидрофильным сегментом предпочтительно использовать в качестве гидрофильного компонента высокомолекулярный гидрофильный полиол и/или полиамин. Гидрофильное соединение, имеющее гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную группу и т.п. и имеющее среднюю молекулярную массу в диапазоне от 400 до 8000, является предпочтительным в качестве такого гидрофильного компонента. Предпочтительные конкретные примеры гидрофильного компонента являются такими же, как и предпочтительные конкретные примеры, описанные выше в первой гидрофильной смоле, и поэтому их описание опущено. Кроме того, органические полиизоцианаты и удлинители цепи, приведенные в описании первой гидрофильной смолы, также могут быть использованы в синтезе второй гидрофильной смолы в дополнение к гидрофильному компоненту.

[0067] Как и в случае первой гидрофильной смолы, 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 второй гидрофильной смоле.

[0068] Предпочтительно, чтобы вторая гидрофильная смола, имеющая гидрофильный сегмент и полисилоксановый сегмент в молекулярной цепи и полученная с использованием описанных выше исходных компонентов, имела среднюю молекулярную массу (значение по стандартным образцам полистирола, измеренное с помощью гельпроникающей хроматографии) в диапазоне от 3000 до 800000. Более предпочтительно, средняя молекулярная масса находится в пределах от 5000 до 500000.

[0069] Предпочтительно, чтобы содержание полисилоксанового сегмента во второй гидрофильной смоле, особенно подходящей для применения во втором данном изобретении, находилось в диапазоне от 0,1 до 12 масс. %, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 10 масс. %. Нежелательно, чтобы содержание полисилоксанового сегмента составляло менее 0,1 масс. %, потому что водостойкость и сопротивление блокировке поверхности, которые являются целью данного изобретения, становятся недостаточными, а с другой стороны, нежелательно, чтобы содержание полисилоксанвого сегмента превышало 12 масс. %, потому что гидрофобность за счет полисилоксанового сегмента становится высокой, приводя к ухудшению водопоглощающей способности.

[0070] Кроме того, предпочтительно, чтобы содержание гидрофильного сегмента во второй гидрофильной смоле, особенно подходящей для применения во втором данном изобретении, находилось в диапазоне от 20 до 80 масс. %, еще более предпочтительно в диапазоне от 30 до 70 масс. %. Нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента составляло менее 20 масс. %, потому что водопоглощающая способность ухудшается. С другой стороны, нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента превышало 80 масс. %, потому что гидрофильная смола становится менее водостойкой.

[0071] Далее будет приведено описание, касающееся каждой гидрофильной смолы, используемой в третьем или четвертом данном изобретении, тем не менее, в третьем или четвертом данном изобретении имеется разница с описанным выше первым или вторым данным изобретением в том, что может быть удален не только радиоактивный цезий, присутствующий в радиоактивной отработанной жидкости или радиоактивном твердом веществе, но также и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий.

[0072]

(Третья гидрофильная смола)

Гидрофильная смола, которая характеризует третье данное изобретение (далее упоминается как третья гидрофильная смола), характеризуется наличием: гидрофильного сегмента, включающего гидрофильный компонент в качестве составной части; и по меньшей мере одной третичной аминогруппы. Третья гидрофильная смола может быть гидрофильной смолой, имеющей в своей структуре: гидрофильный сегмент, включающий гидрофильный компонент в качестве составной части; и по меньшей мере одну третичную аминогруппу. Каждый из этих сегментов случайным образом соединен с помощью уретановой связи, мочевинной связи, уретан-мочевинной связи и т.п. в случае, когда при синтезе третьей гидрофильной смолы не используется удлинитель цепи. В случае, когда при синтезе гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, конструкция выполнена таким образом, что вместе с описанными выше связями между описанными выше связями присутствует короткая цепь, которая является остатком удлинителя цепи.

[0073] Третья гидрофильная смоляная композиция, которая может быть использована в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия в третьем данном изобретении (далее упоминается как третья гидрофильная смоляная композиция), включает третью гидрофильную смолу и цеолит, и с помощью этой композиции становится возможной обработка с целью совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия. Авторы данного изобретения считают следующее относительно причины, почему становится возможной такая обработка. Прежде всего, третья гидрофильная смола обладает превосходной водопоглощающей способностью в связи с наличием гидрофильного сегмента в ее структуре, и в отношении превосходной водопоглощающей способности третья гидрофильная смола похожа на гидрофильные смолы, которые составляют объект первого или второго данного изобретения, который заключается в удалении радиоактивного цезия. Поэтому в третьем данном изобретении и четвертом данном изобретении можно получить влияние на удаление радиоактивного цезия аналогично гидрофильным смолам, которые составляют первое или второе данное изобретение.

[0074] В третьей гидрофильной смоле в основную цепь и/или боковую цепь ее структуры также введена третичная аминогруппа, таким образом, между ионизированным радиоактивным йодом и третичной аминогруппой образуется ионная связь, и в результате этого радиоактивный йод, по-видимому, фиксируется в третьей гидрофильной смоле в дополнение к влиянию на вышеописанное удаление радиоактивного цезия. Тем не менее, так как вышеописанная ионная связь легко диссоциирует в присутствии влаги, фиксированный радиоактивный йод, по-видимому, высвобождается из смолы через определенный промежуток времени, и авторы данного изобретения предполагали, что трудно удалить радиоактивный йод в состоянии, в котором поддерживается фиксированное состояние радиоактивного йода в смоле, даже при использовании смолы, имеющей описанный выше состав. Тем не менее, в результате исследований, проведенных авторами данного изобретения, было обнаружено, что ионно-связанный радиоактивный йод фактически остается фиксированным в смоле в течение длительного промежутка времени. Причина неизвестна, тем не менее, авторы данного изобретения полагают, что причина в следующем. А именно, авторы данного изобретения считают, что третья гидрофильная смола, используемая в данном изобретении, также имеет гидрофобную часть в молекуле, и после того, как между третичной аминогруппой в смоле и радиоактивным йодом образуется ионная связь, гидрофобная часть окружает периферическую часть гидрофильной части (гидрофильный сегмент) и ионную связь. По описанной здесь причине считается, что радиоактивный йод может удерживаться в смоле, и удаление радиоактивного йода становится возможным с помощью третьей гидрофильной смоляной композиции, включающей третью гидрофильную смолу, имеющую конкретную структуру в данном изобретении.

[0075] Кроме того, как подробно описано ранее в описании первого данного изобретения и второго данного изобретения, третья гидрофильная смоляная композиция также содержит третью гидрофильную смолу с гидрофильным сегментом и цеолит, поэтому обработка с целью удаления радиоактивного цезия в дополнение к вышеописанному удалению радиоактивного йода также стала возможной, и в результате этого считается, что с помощью третьего данного изобретения было достигнуто применение обработки с целью совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия.

[0076] Третья гидрофильная смоляная композиция содержит третью гидрофильную смолу, и эта гидрофильная смола характеризуется наличием: гидрофильного сегмента, включающего гидрофильный компонент в качестве составной части; и по меньшей мере одной третичной аминогруппы. Конкретные примеры третьей гидрофильной смолы включают по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также третичную аминогруппу в основной цепи и/или в боковой цепи ее структуры.

[0077] Такую гидрофильную смолу получают при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента, а также соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле. А именно, примеры используемого соединения для введения гидрофильного сегмента и третичной аминогруппы в структуру третьей гидрофильной смолы включают соединение, имеющее в молекуле по меньшей мере одну группу с активным водородом (реакционноспособную группу) и третичную аминогруппу в молекулярной цепи. Примеры соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом, включают соединения, имеющие реакционноспособную группу, такую как аминогруппа, эпокси-группа, гидроксильная группа, меркаптогруппа, галоидангидрид-группа, карбоксиэфирная группа и группа кислотного ангидрида.

[0078] Предпочтительные примеры описанного выше соединения, содержащего третичную аминогруппу и имеющего реакционноспособную группу, включают соединения, представленные следующими общими формулами со (2) по (4).

[В приведенной выше формуле (2) 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 низшие алкиленовые группы (имеющие от примерно 1 до примерно 8 атомов углерода), которые могут быть связаны через -O-, -CO-, -COO-, -NHCO-, -S-, -SO-, -SO₂- и т.п., X и Y представляют собой реакционноспособную группу, такую как -ОН, -COOH, -NH₂, -NHR₁ (определение такое же, как описано выше) или -SH, причем X и Y могут быть одинаковыми или различными; кроме того, X и Y могут быть эпокси-группой, алкоксигруппой, галогенангидридной группой, кислотной ангидридной группой или карбоксиэфирной группой, способной порождать описанную выше реакционноспособную группу.

[0079]

[В приведенной выше формуле (3) определение R₁, R₂, R₃, X и Y такое же, как и в приведенной выше формуле (2), однако оба R₁ могут образовывать циклическую структуру; R₄ представляет собой -(CH₂)_n- (n представляет собой целое число от 0 до 20)].

[0080]

[Определение X и Y в формуле (4) такое же, как в приведенной выше формуле (2), W представляет собой азотсодержащее гетероциклическое кольцо, азот- и кислородсодержащее гетероциклическое кольцо или азот- и серосодержащее гетероциклическое кольцо].

[0081] Конкретные примеры соединений, представленных указанной выше общей формулой (2), (3) и (4), включают следующие соединения. Соединения включают N,N-дигидроксиэтилметиламин, N,N-дигидроксиэтилэтиламин, N,N-дигидроксиэтилизопропиламин, N,N-дигидроксиэтил-n-бутиламин, N,N-дигидроксиэтил-t-бутиламин, метилиминобиспропиламин, N,N-дигидроксиэтиланилин, N,N-дигидроксиэтил-m-толуидин, N,N-дигидроксиэтил-p-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.

[0082] Кроме того, в данном изобретении также могут быть использованы продукты присоединения к указанным выше третичным аминосоединениям этиленоксида, пропиленоксида и т.п. Примеры продуктов присоединения включают соединения, представленные следующей структурной формулой. Кроме того, m в следующих формулах обозначает целое число от 1 до 60, а n представляет собой целое число от 1 до 6.

[0083]

[0084] В качестве органического полиизоцианата, используемого в синтезе третьей гидрофильной смолы, могут быть использованы органические полиизоцианаты, такие как приведены ранее в описании первой гидрофильной смолы.

[0085] Кроме того, в качестве гидрофильного компонента, используемого вместе с органическим полиизоцианатом в синтезе гидрофильной смолы, которая характеризует данное изобретение, предпочтительным является гидрофильное соединение, имеющее гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную группу или т.п. и среднюю молекулярную массу в диапазоне от 400 до 8000. Предпочтительные конкретные примеры гидрофильного компонента являются такими же, как и предпочтительные конкретные примеры, приведенные ранее в описании первой гидрофильной смолы, и поэтому здесь их описание опущено.

[0086] Как и в случае первой гидрофильной смолы, 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 третьей гидрофильной смоле. Кроме того, в качестве удлинителя цепи, используемого в синтезе третьей гидрофильной смолы, при необходимости может быть использован любой из удлинителей цепи, приведенных ранее в описании первой гидрофильной смолы.

[0087] Предпочтительно, чтобы третья гидрофильная смола, полученная с помощью описанных выше исходных компонентов, имеющая гидрофильный сегмент и третичную аминогруппу в молекулярной цепи, имела среднюю молекулярную массу (значение по стандартным образцам полистирола, измеренное с помощью гельпроникающей хроматографии) в диапазоне от 3000 до 800000. Еще более предпочтительно, средняя молекулярная масса находится в диапазоне от 5000 до 500000.

[0088] Что касается особенно подходящей третьей гидрофильной смолы, используемой для способа удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно третьему данному изобретению, то предпочтительным является, чтобы содержание третичной аминогруппы в смоле находилось в диапазоне от 0,1 до 50 экв. (эквивалент)/кг, еще 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 молекулярную массу 10000, так как проявление свойств по удалению йода, намеченной цели третьего изобретения, становится недостаточным. 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 третьей гидрофильной смолы становится хуже.

[0089] Кроме того, предпочтительно, чтобы содержание гидрофильного сегмента в особенно подходящем третьем гидрофильном сегменте в случае третьей гидрофильной смолы, используемой в третьем данном изобретении, 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 третьей гидрофильной смолы становится ниже, и свойства по удалению радиоактивного йода ухудшаются. С другой стороны нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента превышало 80 масс. %, потому что гидрофильная смола становится менее водостойкой.

[0090]

(Четвертая гидрофильная смола)

Далее будет приведено описание, касающееся гидрофильной смолы, используемой в четвертом данном изобретении. Кроме того, в четвертом данном изобретении радиоактивный йод и радиоактивный цезий, присутствующие в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, могут быть совместно удалены с помощью гидрофильной смолы, имеющей конкретную структуру с цеолитом, таким же образом, как и в вышеописанном третьем данном изобретении. Кроме того, гидрофильная смола, используемая в четвертом данном изобретении, обладает достаточной водостойкостью таким же образом, как и в случае второй гидрофильной смолы, описанной выше, и практичность улучшена по сравнению с практичностью третьего данного изобретения при использовании гидрофильной смолы, используемой в четвертом данном изобретении.

[0091] Гидрофильная смола, которая характеризует четвертое данное изобретение (далее упоминается как четвертая гидрофильная смола), характеризуется наличием гидрофильного сегмента, включающего гидрофильный компонент в качестве составной части, и по меньшей мере одной третичной аминогруппы и полисилоксанового сегмента в основной цепи и/или в боковой цепи ее структуры. А именно, четвертая гидрофильная смола может быть гидрофильной смолой, имеющей в своей структуре: гидрофильный сегмент, включающий гидрофильный компонент в качестве составной части; по меньшей мере одну третичную аминогруппу; и полисилоксановый сегмент. Каждый из этих сегментов случайным образом соединен с помощью уретановой связи, мочевинной связи, уретан-мочевинной связи и т.п. в случае, когда при синтезе четвертой гидрофильной смолы не используется удлинитель цепи. Кроме того, в случае, когда при синтезе гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, конструкция выполнена таким образом, что вместе с описанными выше связями между описанными выше связями присутствует короткая цепь, которая является остатком удлинителя цепи.

[0092] Четвертая гидрофильная смоляная композиция, которая может быть использована в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно четвертому данному изобретению (далее называемая четвертой гидрофильной смоляной композицией), содержит четвертую гидрофильную смолу, имеющую гидрофильный сегмент и третичную аминогруппу в своей структуре, и цеолит, таким же образом, как и в случае третьей гидрофильной смолы. Таким образом, становится возможным проведение обработки с целью совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия с помощью четвертой гидрофильной смоляной композиции таким же образом, как и в случае применения третьей гидрофильной смоляной композиции, включающей третью гидрофильную смолу. Подробная причина аналогична причине, описанной выше для третьей гидрофильной смоляной композиции, и поэтому ее описание опущено.

[0093] Четвертая гидрофильная смола должна быть гидрофильной смолой, имеющей полисилоксановый сегмент в своей структуре в дополнение к описанным выше требованиям. Как указано в описании второй гидрофильной смолы, полисилоксановый сегмент, 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, т. 48, №4, стр. 227, 1991).

[0094] Четвертое данное изобретение использует феномен «восприимчивости к окружающей среде», демонстрируемый смолой в результате введения полисилоксанового сегмента для обработки с целью удаления радиоактивного йода. Как было описано выше, когда образуется ионная связь между третичной аминогруппой, введенной в гидрофильную смолу, используемую в данном изобретении, и радиоактивным йодом, который является объектом обработки, гидрофильность смолы дополнительно увеличивается, и в результате этого, наоборот, возникает риск развития следующей проблемы. А именно, так как в обработке с целью удаления радиоактивный йод и радиоактивный цезий удерживаются, как описано ниже в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия третьего данного изобретения, то предпочтительно, чтобы третья гидрофильная смола использовалась, например, в виде пленки и т.п., однако в том случае, если количество радиоактивного йода для удаления слишком велико, существует риск проблемы водостойкости, необходимой для смолы. Против этого риска реализуется состав смолы, с которым используемая смола обладает достаточной водостойкостью, и можно осуществить более эффективную обработку с целью удаления даже в вышеописанном случае путем дальнейшего введения полисилоксанового сегмента в молекулу (в структуру) гидрофильной смолы, используемой в четвертом данном изобретении. А именно, четвертую гидрофильную смолу можно сделать более полезной при обработке с целью удаления радиоактивного йода путем реализации водостойкости смолы и устойчивости к блокировке (устойчивости к слипанию) поверхности, что достигается за счет дополнительного введения полисилоксанового сегмента, в дополнение к водопоглощающему свойству, которое достигается за счет гидрофильного сегмента, введенного в структуру, и в дополнение к способности фиксировать радиоактивный йод, что достигается за счет третичной аминогруппы.

[0095] Кроме того, в четвертом данном изобретении, как описано в данных изобретениях с первого по третье, в дополнение к описанной выше обработке с целью удаления радиоактивного йода также стала возможной обработка с целью удаления радиоактивного цезия с помощью четвертой гидрофильной смоляной композиции, содержащей цеолит, и, таким образом, достигается совместное удаление радиоактивного йода и радиоактивного цезия.

[0096] Далее будет приведено описание, касающееся исходного материала для получения четвертой гидрофильной смолы, которая реализует описанные выше свойства. Четвертая гидрофильная смола характеризуется наличием гидрофильного сегмента, третичной аминогруппы и полисилоксанового сегмента в ее структуре. Таким образом, с целью получения гидрофильной смолы предпочтительно использовать в качестве исходного материала полиол, имеющий по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамин, имеющий по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединение, имеющее по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле. В качестве соединения для введения третичной аминогруппы в четвертую гидрофильную смолу предпочтительно использовать соединение, содержащее третичную аминогруппу, из перечисленных ниже. А именно, используется соединение, имеющее в молекуле по меньшей мере одну группу с активным водородом (далее иногда называемую реакционноспособной группой), такую как, например, аминогруппа, эпоксигруппа, гидроксильная группа, меркаптогруппа, галоидангидрид-группа, карбоксиэфирная группа и группа кислотного ангидрида, и третичную аминогруппу в молекулярной цепи. Предпочтительные конкретные примеры соединения, содержащего третичную аминогруппу и имеющего реакционноспособную группу, описанную выше, являются такими же, как в конкретных предпочтительных примерах, приведенных в описании третьей гидрофильной смолы, и поэтому их описание опущено.

[0097] Кроме того, четвертая гидрофильная смола характеризуется наличием полисилоксанового сегмента в ее структуре. Примеры полисилоксанового соединения, используемого для введения полисилоксанового сегмента в молекулу четвертой гидрофильной смолы, включают соединение, имеющее в молекуле одну или две, или более двух реакционноспособных групп, таких как, например, аминогруппа, эпоксигруппа, гидроксильная группа, меркаптогруппа и карбоксильная группа. Предпочтительные примеры полисилоксанового соединения, имеющего реакционноспособные группы, описанные выше, являются такими же, как предпочтительные примеры, приведенные в описании второй гидрофильной смолы, и поэтому их описание опущено.

[0098] Как и в случае первой гидрофильной смолы, вместе с описанным выше гидрофильным компонентом может быть использован другой полиол, полиамин, поликарбоновая кислота и т.п. вещество без гидрофильной цепи с целью придания водостойкости четвертой гидрофильной смоле. Кроме того, в качестве удлинителя цепи, используемого в синтезе четвертой гидрофильной смолы, при необходимости может быть использован любой из удлинителей цепи, приведенных ранее в описании первой гидрофильной смолы.

[0099] Предпочтительно, чтобы четвертая гидрофильная смола, полученная с помощью описанных выше исходных компонентов, имеющая гидрофильный сегмент и третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент в молекулярной цепи, имела среднюю молекулярную массу (значение по стандартным образцам полистирола, измеренное с помощью гельпроникающей хроматографии) в диапазоне от 3000 до 800000. Еще более предпочтительно, средняя молекулярная масса находится в диапазоне от 5000 до 500000.

[0100] Предпочтительно, чтобы содержание третичной аминогруппы в особенно подходящей четвертой гидрофильной смоле, используемой в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно четвертому данному изобретению, находилось 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 радиоактивного йода, намеченной цели данного изобретения, становится 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 четвертой гидрофильной смолы становится хуже.

[0101] Кроме того, содержание полисилоксанового сегмента в смоле, такой как особенно подходящая четвертая гидрофильная смола, используемая в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно четвертому данному изобретению, находится в диапазоне от 0,1 до 12 масс. %, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 10 масс. %. Нежелательно, чтобы содержание полисилоксанового сегмента составляло менее 0,1 масс. %, потому что водостойкость и сопротивление блокировке поверхности, которые являются целью данного изобретения, становятся недостаточными, а с другой стороны, нежелательно, чтобы содержание полисилоксанового сегмента превышало 12 масс. %, потому что гидрофобность за счет полисилоксанового сегмента становится высокой, приводя к ухудшению водопоглощающей способности, и способность удаления радиоактивного йода снижается.

[0102] Кроме того, предпочтительно, чтобы содержание гидрофильного сегмента в особенно подходящей четвертой гидрофильной смоле в случае, когда четвертая гидрофильная смола используется в четвертом данном изобретении, находилось в диапазоне от 20 до 80 масс. %, еще более предпочтительно в диапазоне от 30 до 70 масс. %. Когда содержание гидрофильного сегмента составляет менее 20 масс. %, водопоглощающая способность четвертой гидрофильной смолы ухудшается. С другой стороны, нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента превышало 80 масс. %, потому что четвертая гидрофильная смола становится менее водостойкой.

[0103]

(Способ получения гидрофильной смоляной композиции)

Гидрофильную смоляную композицию, которая подходит для способа удаления радиоактивного цезия согласно первому или второму данному изобретению и для способа удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно третьему или четвертому данному изобретению, получают диспергированием цеолита в любой из описанных выше гидрофильных смол из данных изобретений с первого по четвертое. В частности, гидрофильная смоляная композиция может быть получена путем ввода цеолита и диспергирования растворителя в любой одной из гидрофильных смол с первой по четвертую, описанных выше, и проведения операции диспергирования с помощью предусмотренного диспергатора. Как правило, в качестве диспергатора, используемого для диспергирования, без проблем может быть использован любой диспергатор, используемый для диспергирования пигментов. Примеры диспергаторов включают кондиционер для краски (производства Red Devil, Inc.), шаровую мельницу, бисерную мельницу (обе производства Eirich GmbH), песочную мельницу, мельницу Visco, мельницу Atliter, погружную мельницу, мельницу для влажного распыления (все производства Genus Corporation), однако предпочтительно при выборе диспергатора учитывать производительность диспергирования и экономичность. Кроме того, в качестве дисперсионной среды можно использовать стеклянные бусины, бусины из диоксида циркония, бусины из оксида алюминия, магнитные бусины, бусины из нержавеющей стали и т.п.

[0104] В любом из изобретений с первого по четвертое используется гидрофильная смоляная композиция, в которой цеолит и гидрофильная смола, которые составляют гидрофильную смоляную композицию, смешаны в дисперсионном соотношении от 1 до 200 массовых частей цеолита к 100 массовым частям гидрофильной смолы. Нежелательно, чтобы дисперсионное содержание цеолита было менее 1 массовой части, поскольку возникает риск того, что удаление радиоактивного цезия станет недостаточным, а также нежелательно, чтобы дисперсионное содержание цеолита превышало 200 массовых частей, поскольку механические свойства композиции ослабевают, водостойкость композиция снижается, а также возникает риск того, что композиция не сможет поддерживать свою форму в радиационно-загрязненной воде.

Кроме того, при определении соотношения гидрофильной смолы и цеолита в гидрофильной полимерной композиции третьего данного изобретения или четвертого данного изобретения необходимо также учитывать, что ионы после ионного обмена выходят из цеолита в водный раствор в зависимости от вышеупомянутого порядка обменов ионов в цеолите.

[0105] В осуществлении способа удаления радиоактивного цезия согласно первому или второму данному изобретению и способа удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно третьему или четвертому данному изобретению предпочтительным является применение любой одной с первой по четвертую гидрофильной смоляной композиции, содержащей вышеописанный состав в следующем виде. А именно, в качестве примера приведена гидрофильная смоляная композиция, сформированная в виде пленки, полученной путем нанесения раствора гидрофильной смоляной композиции 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 в сушильной печи. В этом случае гидрофильная композиция используется в виде пленки для удаления радиоактивного цезия, удаляемой с прокладочной бумаги и пленки во время использования. Более того, помимо пленки раствор смолы, полученный из вышеупомянутых исходных материалов, может быть использован путем нанесения раствора смолы на различные материалы основания или погружения различных материалов основания в раствор смолы. В качестве материала основания в данном случае могут быть использованы металл, стекло, дерево, волокно, различные пластики и т.п.

[0106] При погружении пленки, изготовленной из первой или второй гидрофильной смоляной композиции, или листа, полученного путем нанесения на различные материалы основания первой или второй гидрофильной смоляной композиции, в радиоактивную отработанную жидкость, отработанную жидкость, в которой ранее водой было дезактивировано радиоактивное твердое вещество, и т.п. радиоактивный цезий, присутствующий в этих жидкостях, может быть удален. Кроме того, что касается радиационно-загрязненных твердых веществ и т.п., диффузия радиоактивного цезия может быть предотвращена путем покрытия твердого тела и т.п. пленкой или листом, изготовленным из первой или второй гидрофильной смоляной композиции. Как описано выше, в частности, в случае, когда используется вторая гидрофильная смоляная композиция, эта вторая гидрофильная смоляная композиция является более полезной для удаления радиоактивного йода, потому что может быть реализована водостойкость пленки и т.п. и устойчивость к блокировке (устойчивости к слипанию) поверхности.

[0107] Кроме того, при погружении пленки, изготовленной из третьей или четвертой гидрофильной смоляной композиции, или листа, полученного путем нанесения на различные материалы основания третьей или четвертой гидрофильной смоляной композиции, в радиоактивную отработанную жидкость, отработанную жидкость, в которой ранее водой было дезактивировано радиоактивное твердое вещество, и т.п. могут быть селективно удалены и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий, присутствующие в этих жидкостях. Кроме того, что касается радиационно-загрязненных твердых веществ и т.п., диффузия радиоактивного йода и радиоактивного цезия может быть предотвращена путем покрытия радиационно-загрязненного твердого вещества пленкой или листом, изготовленным из третьей или четвертой гидрофильной смоляной композиции. Как описано выше, в частности, в случае использования четвертой гидрофильной смолы, четвертая гидрофильная смоляная композиция более полезна в удалении радиоактивного йода, потому что могут быть реализованы водостойкость пленки и т.п. и устойчивость к блокировке (устойчивость к слипанию) поверхности.

[0108] Пленка или лист, изготовленные из первой или второй гидрофильной смоляной композиции, нерастворимы в воде, и поэтому они могут быть легко изъяты из отработанной жидкости после деконтаминации. Таким образом, деконтаминация может осуществляться просто и недорого, без необходимости специальных средств и электроэнергии для удаления радиоактивного цезия. Кроме того, при высыхании поглощенной влаги и нагревании пленки или листа до температуры 100-170°C в случае нагревания пленки, сделанной из первой гидрофильной смоляной композиции, или до температуры 120-220°C в случае нагревания пленки, сделанной из второй гидрофильной смоляной композиции, можно ожидать эффекта уменьшения объема радиоактивных отходов, поскольку за счет размягчения смолы происходит ее объемная усадка.

[0109] Кроме того, пленка или лист, изготовленные из третьей или четвертой гидрофильной смоляной композиции, нерастворимы в воде, и поэтому они могут быть легко изъяты из отработанной жидкости после деконтаминации. Таким образом, деконтаминация может осуществляться просто и недорого, без необходимости специальных средств и электроэнергии для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия. Кроме того, при высыхании поглощенной влаги и нагревании пленки или листа до температуры 100-170°C можно ожидать эффекта уменьшения объема радиоактивных отходов, поскольку за счет размягчения смолы происходит объемная усадка смолы.

Примеры

[0110] Далее данные изобретения с первого по четвертое будут описаны более подробно с конкретными примерами получения, примерами и сравнительными примерами, однако с первого по четвертое данные изобретения не ограничиваются этими примерами. Кроме того, понятия "части" и "%" в последующих соответствующих примерах основаны на массе, если не указано иное.

[0111]

[Примеры и сравнительные примеры, касающиеся первого данного изобретения и второго данного изобретения]

[Пример получения 1-1] (Синтез гидрофильной полиуретановой смолы в качестве первой гидрофильной смолы)

Реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром, трубкой для введения газа и обратным холодильником, продували азотом, затем в реакционном сосуде растворяли 150 частей полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040) и 20 частей 1,4-бутандиола в смешанном растворителе, состоящем из 150 частей метилэтилкетона (далее сокращенно MEK) и 200 частей диметилформамида (далее сокращенно DMF), и полученную смесь хорошо перемешивали при 60°C. Затем в условиях перемешивания к смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 77 частей гидрированного MDI в 50 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 7 часов, затем к реакционной смеси добавляли 60 частей MEK, получая раствор гидрофильной смолы, используемый в примере первого данного изобретения. Раствор смолы имел вязкость 280 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 32,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 450%, температуру теплового размягчения 115°C и среднюю молекулярную массу 78000.

[0112]

[Пример получения 1-2] (Синтез гидрофильной полимочевинной смолы в качестве первой гидрофильной смолы)

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 1-1, 150 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000) и 18 частей 1,4-диаминобутана растворяли в 250 частях DMF. Затем в условиях перемешивания к полученной смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 73 частей гидрированного MDI в 100 частях DMF для проведения реакции, хорошо перемешивая полученную смесь при внутренней температуре от 20 до 30°C. По завершении закапывания внутреннюю температуру постепенно повышали, и когда температура достигала 50°C, полученную смесь подвергали взаимодействию в течение еще 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 97 частей DMF, получая раствор гидрофильной смолы, используемый в примере первого данного изобретения. Раствор смолы имел вязкость 210 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 18,3 МПа, относительное удлинение при разрыве 310%, температуру теплового размягчения 145°C и среднюю молекулярную массу 67000.

[0113]

[Пример получения 1-3] (Синтез гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы в качестве первой гидрофильной смолы)

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 1-1, растворяли 150 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000) и 15 частей этиленгликоля в 250 частях DMF. К полученной смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 83 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK, хорошо перемешивая полученную смесь при внутренней температуре от 20 до 30°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 110 частей MEK, получая раствор гидрофильной смолы, используемый в примере первого данного изобретения. Раствор имел вязкость 250 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 14,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450%, температуру теплового размягчения 121°C и среднюю молекулярную массу 71000.

[0114]

[Пример получения 2-1] (Синтез гидрофильной полиуретановой смолы с полисилоксановым сегментом в качестве второй гидрофильной смолы)

Реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром, трубкой для введения газа и обратным холодильником, продували азотом, и в реакционном сосуде растворяли 8 частей полидиметилсилоксанполиола со следующей структурой (молекулярная масса 3200), 142 части полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040) и 8 частей этиленгликоля в смешанном растворителе, состоящем из 150 частей MEK и 140 частей DMF. Затем, хорошо перемешивая полученную смесь при 60°C, к смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 52 частей гидрированного MDI в 50 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и затем к реакционной смеси добавляли 50 частей MEK, получая раствор гидрофильной полиуретановой смолы, имеющей структуру, указанную во втором данном изобретении. [0115]

(a представляет собой целое число, которое дает молекулярную массу 3200)

[0116] Полученный раствор смолы имел вязкость 410 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 24,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 105°C.

[0117]

[Пример получения 2-2] (Синтез гидрофильной полимочевинной смолы с полисилоксановым сегментом в качестве второй гидрофильной смолы)

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 2-1, 5 частей полидиметилсилоксандиамина со следующей структурой (молекулярная масса 3880), 145 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000) и 8 частей пропилендиамина растворяли в 180 частях DMF. Затем, хорошо перемешивая полученную смесь при внутренней температуре от 10 до 20°C, к полученной смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 47 частей гидрированного MDI в 100 частях DMF. По завершении закапывания внутреннюю температуру постепенно повышали, и когда температура достигала 50°C, полученную смесь подвергали взаимодействию еще в течение 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 100 частей DMF, получая раствор гидрофильной полимочевинной смолы, имеющей структуру, указанную во втором данном изобретении.

[0118]

(c представляет собой целое число, которое дает молекулярную массу 3880)

[0119] Полученный раствор смолы имел вязкость 250 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 27,6 МПа, относительное удлинение при разрыве 310% и температуру теплового размягчения 145°C.

[0120]

[Пример получения 2-3] (Синтез гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы с полисилоксановым сегментом в качестве второй гидрофильной смолы)

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 2-1, 5 частей полидиметилсилоксана (молекулярная масса 3880), используемого в примере 2-2, 145 частей полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040) и 8 частей 1,3-бутиленгликоля растворяли в смешанном растворителе, состоящем из 74 частей толуола и 197 частей MEK. К смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 42 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK, при этом полученную смесь хорошо перемешивали при температуре 60°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, получая раствор гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, имеющей структуру, указанную во втором данном изобретении. Полученный раствор смолы имел вязкость 200 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 14,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 90°C.

[01121]

[Пример получения 4a] (Синтез негидрофильной полиуретановой смолы, используемой в сравнительном примере первого данного изобретения и второго данного изобретения)

Реакционный сосуд, аналогичный тому, который использовался в примере получения 1-1, продували азотом, и в реакционном сосуде 150 частей полибутиленадипата со средней молекулярной массой примерно 2000 и 15 частей 1,4-бутандиола растворяли в 250 частях DMF. К полученной смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 62 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK, при этом полученную смесь хорошо перемешивали при 60°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и затем к реакционной смеси добавляли 71 часть MEK, получая раствор негидрофильной смолы, используемый в сравнительном примере первого данного изобретения и второго данного изобретения. Раствор смолы имел вязкость 320 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, негидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора, имела прочность на разрыв 45 МПа, относительное удлинение при разрыве 480%, температуру теплового размягчения 110°C и среднюю молекулярную массу 82000.

[0122]

[Пример получения 5a] (Синтез негидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, используемой в сравнительном примере первого данного изобретения и второго данного изобретения)

Реакционный сосуд, аналогичный тому, который использовался в примере получения 1-1, продували азотом, и в реакционном сосуде 150 частей полибутиленадипата со средней молекулярной массой примерно 2000 и 18 частей гексаметилендиамина растворяли в 200 частях DMF. К полученной смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 60 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK, при этом полученную смесь хорошо перемешивали при внутренней температуре от 20 до 30°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и затем к реакционной смеси добавляли 123 части MEK, получая раствор негидрофильной смолы, используемый в сравнительном примере первого данного изобретения и второго данного изобретения. Раствор смолы имел вязкость 250 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, негидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 14,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450%, температуру теплового размягчения 121°C и среднюю молекулярную массу 68000.

[0123] В таблице 1 приведена средняя молекулярная масса и содержание полисилоксанового сегмента в соответствующих смолах, полученных в соответствующих примерах получения.

Таблица 1: Свойства соответствующих смол, полученных в соответствующих примерах получения

[0124]

<Примеры с 1-1 по 1-3 и сравнительные примеры с 1A по 2A первого данного изобретения, и примеры со 2-1 по 2-3 и сравнительные примеры с 1a по 2a второго данного изобретения>

Диспергирование проводили в течение 24 часов с помощью шаровой мельницы с шариками из оксида алюминия высокой плотности (3,5 г/мл) с использованием каждого из растворов смолы, полученных с помощью описанных выше примеров получения, и цеолита (производства Sun Zeolite Kogyo K.K.) с помощью каждой комбинации (по массе), показанной в таб. 2-1 и 2-2. Содержимое после диспергирования просеивали через сито в 100 меш, изготовленное из полиэфирной смолы, получая каждую смоляную композицию в жидком состоянии, содержащую каждый раствор смолы и цеолит. Смоляные композиции из примеров и сравнительных примеров, касающихся первого данного изобретения, вместе приведены в таблице 2-1, а смоляные композиции из примеров и сравнительных примеров, касающихся второго данного изобретения, вместе приведены в таблице 2-2.

[0125]

[0126]

Таб. 2-2: Изготовление смоляных композиций из примеров и сравнительных примеров, касающихся второго данного изобретения [массовые части]

[0127]

[Оценка первого данного изобретения и второго данного изобретения]

Следующие анализы были проведены с использованием каждой смоляной композиции из примеров и сравнительных примеров второго данного изобретения, чтобы проверить полезность каждой из полученных смоляных композиций, предусмотренных вторым данным изобретением. Каждую смоляную композицию с составом, приведенным в таблице 2-2, наносили на прокладочную бумагу и высушивали нагреванием до 110°C в течение 3 мин до испарения растворителя, формируя смоляную пленку толщиной примерно 20 мкм. Следующие параметры оценивали с использованием каждой смоляной пленки, полученной таким образом и образованной из каждой смоляной композиции из примеров со 2-1 по 2-3 и сравнительных примеров 1a и 2a второго данного изобретения.

[0128]

<Устойчивость к блокировке (устойчивость к слипанию) смоляной пленки>

Пленочные поверхности каждой смоляной пленки из примеров со 2-1 по 2-3 и сравнительных примеров со 2-1 по 2-3 размещали лицевой поверхностью друг к другу, и пленки оставляли при 40°C на 1 день с приложенной на них нагрузкой 0,29 МПа. После этого визуально наблюдали устойчивость к блокировке пленок с лицевыми поверхностями, обращенными друг к другу, и оценивали в соответствии со следующими критериями. Полученные результаты представлены вместе в таблице 3.

Хорошо: блокировка не наблюдалась.

Удовлетворительно: наблюдалась незначительная блокировка.

Плохо: блокировка наблюдалась.

[0129]

<Водостойкость смоляной пленки>

Каждую смоляную пленку, сформированную из каждой смоляной композиции из примеров со 2-1 по 2-3 и сравнительных примеров 1a и 2a, вырезали в форме образца с толщиной 20 мкм, продольной длиной 5 см и поперечной длиной 1 см, погружали в воду с температурой 25°C на 12 часов и оценивали водостойкость путем измерения коэффициента расширения погруженной пленки в продольном направлении. Кроме того, рассчитывали коэффициент расширения (скорость расширения) с помощью следующего способа, и водостойкость пленки с коэффициентом расширения 200% или менее оценивали как «хорошую», а водостойкость пленки с коэффициентом расширения более 200% оценивали как «плохую». Полученные результаты представлены вместе в таблице 3.

Коэффициент расширения (%) = (длина после испытания/длина до испытания) × 100

[0130]

Таблица 3: Результаты анализа (устойчивость к блокировке и водостойкость)

[0131]

<Оценка удаления цезия>

Функцию удаления цезия каждой из полученных смоляных композиций, предусмотренных первым данным изобретением и вторым данным изобретением, проверяли следующим образом. Каждую смоляную композицию из примеров и сравнительных примеров первого данного изобретения и второго данного изобретения наносили на прокладочную бумагу и высушивали нагреванием до 110°C в течение 3 мин до испарения растворителя, формируя из каждой смолы пленку толщиной примерно 20 мкм. Функцию удаления ионов цезия оценивали следующим образом с использованием каждой смоляной пленки из примеров и сравнительных примеров первого данного изобретения и второго данного изобретения, полученной таким образом.

[0132]

(Получение раствора цезия для анализа)

Раствор цезия для анализа готовили путем растворения хлорида цезия в очищенной ионообменным способом воде таким образом, чтобы раствор имел концентрацию ионов цезия 100 мг/л (100 ppm, частей на миллион). Кроме того, когда ион цезия может быть удален, радиоактивный цезий может быть удален естественным путем.

[0133]

(Результаты оценки касательно смоляной композиции из примера 1-1 первого данного изобретения)

20 г смоляной пленки, полученной с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 1-1, погружали (25°C) в 100 мл раствора цезия, заранее приготовленного для анализа и имеющего концентрацию ионов 100 ppm, и измеряли концентрацию ионов цезия в растворе с помощью ионного хроматографа (IC2001 производства фирмы Tosoh Corporation) каждый раз, когда проходило заранее установленное время. В таб. 4 вместе с концентрацией ионов цезия приведена скорость удаления ионов цезия в растворах каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Кроме того, результаты полученного изменения концентрации ионов цезия с течением временем показаны на фиг. 1.

[0134]

(Результаты оценки касательно смоляных композиций из примеров 1-2 и 1-3 первого данного изобретения)

Концентрации ионов цезия в растворах измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в примере 1-1, за исключением того, что для каждого анализа использовали 20 г каждой смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции из примера 1-2 или примера 1-3. Полученные результаты приведены в таб. 4 и на фиг. 1 таким же образом, как в примере 1-1, описанном ранее.

[0135]

[0136]

(Результаты оценки в отношении смоляных композиций из примеров со 2-1 по 2-3 второго данного изобретения)

20 г каждой гидрофильной смоляной пленки из примеров со 2-1 по 2-3 погружали (25°C) в 100 мл раствора цезия и измеряли концентрацию ионов цезия в растворе с помощью ионного хроматографа (IC2001 производства фирмы Tosoh Corporation) каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Вычисляли скорость удаления ионов цезия из раствора. Результаты приведены в таб. 5 и на фиг. 2.

[0137]

[0138]

(Результаты оценки в отношении смоляных композиций из сравнительных примеров 1a и 2a первого данного изобретения и сравнительных примеров 1a и 2a второго первого данного изобретения)

Концентрации ионов цезия в растворах измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в примере 1-1, за исключением того, что для каждого анализа использовали 20 г каждой смоляной пленки, изготовленной из негидрофильной смоляной композиции из сравнительного примера 1a или 2a или из сравнительного примера 1a или 2a. Полученные результаты приведены в таб. 6-1 и 6-2 и на фиг. 3 таким же образом, как в примере 1-1, описанном ранее. Как понятно из этих результатов, было подтверждено превосходство в способности удалять ионы цезия в примерах первого данного изобретения и второго данного изобретения.

[0139]

[0140]

[0141]

[Примеры и сравнительные примеры, касающиеся третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения]

[Пример получения 3-1] (Синтез гидрофильной полиуретановой смолы, содержащей третичную аминогруппу, в качестве третьей гидрофильной смолы)

Реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром, трубкой для введения газа и обратным холодильником, продували азотом, затем в реакционном сосуде растворяли 150 частей полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040), 20 частей N-метилдиэтаноламина и 5 частей диэтиленгликоля в смешанном растворителе, состоящем из 200 частей MEK и 150 частей DMF, и полученную смесь хорошо перемешивали при 60°C. В условиях перемешивания к смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 74 частей гидрированного MDI в 112 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, получая раствор гидрофильной смолы в соответствии с третьим данным изобретением. Раствор смолы имел вязкость 530 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора, имела прочность на разрыв 24,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 115°C.

[0142]

[Пример получения 3-2] (Синтез гидрофильной полимочевинной смолы, содержащей третичную аминогруппу, в качестве третьей гидрофильной смолы)

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 3-1, 150 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000), 30 частей метилиминобиспропиламина и 4 части 1,4-диаминобутана растворяли в 200 частях DMF, и полученную смесь хорошо перемешивали при внутренней температуре от 20 до 30°C. В условиях перемешивания для проведения реакции к полученной смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 83 частей гидрированного MDI в 100 частях DMF. По завершении закапывания внутреннюю температуру постепенно повышали, и когда температура достигала 50°C, полученную смесь подвергали взаимодействию в течение еще 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 195 частей DMF, получая раствор гидрофильной смолы в соответствии с третьим данным изобретением. Раствор смолы имел вязкость 230 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 27,6 МПа, относительное удлинение при разрыве 310% и температуру теплового размягчения 145°C.

[0143]

[Пример получения 3-3] (Синтез гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, содержащей третичную аминогруппу, в качестве третьей гидрофильной смолы)

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 3-1, растворяли 150 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000), 30 частей N,N-диметил-N′,N′-дигидроксиэтил-1,3-диаминопропана и 6 частей триэтиленгликоля в 140 частях DMF. Хорошо перемешивая полученную смесь при внутренней температуре от 20 до 30°C, к ней медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 70 частей гидрированного MDI в 200 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 135 частей MEK, получая раствор гидрофильной смолы, описанную в третьем данном изобретении. Раствор смолы имел вязкость 280 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора, имела прочность на разрыв 14,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 107°C.

[0144]

[Пример получения 4-1] (Синтез гидрофильной полиуретановой смолы с третичной аминогруппой и полисилоксановым сегментом в качестве четвертой гидрофильной смолы)

Реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром, трубкой для введения газа и обратным холодильником, продували азотом, и затем в реакционном сосуде растворяли 8 частей полидиметилсилоксанполиола со следующей структурой (молекулярная масса 3200), 142 части полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040), 20 частей N-метилдиэтаноламина и 5 частей диэтиленгликоля в смешанном растворителе, состоящем из 100 частей MEK и 200 частей DMF. Затем, хорошо перемешивая полученную смесь при 60°C, к ней медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 73 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и затем к реакционной смеси добавляли 60 частей MEK, получая раствор гидрофильной полиуретановой смолы со структурой, указанной в четвертом данном изобретении.

[0145]

(a представляет собой целое число, которое дает молекулярную массу 3200)

[0146] Полученный раствор смолы имел вязкость 330 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора, имела прочность на разрыв 20,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 400% и температуру теплового размягчения 103°C.

[0147]

[Пример получения 4-2] (Синтез гидрофильной полимочевинной смолы с третичной аминогруппой и полисилоксановым сегментом в качестве четвертой гидрофильной смолы)

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 4-1, 5 частей полидиметилсилоксандиамина со следующей структурой (молекулярная масса 3880), 145 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000), 25 частей метилиминобиспропиламина и 5 частей 1,4-диаминобутана растворяли в 250 частях DMF, и полученную смесь хорошо перемешивали при внутренней температуре от 20 до 30°C. В условиях перемешивания для проведения реакции к полученной смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 75 частей гидрированного MDI в 100 частях DMF. По завершении закапывания внутреннюю температуру постепенно повышали, и когда температура достигала 50°C, полученную смесь подвергали взаимодействию еще в течение 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 124 части DMF, получая раствор гидрофильной полимочевинной смолы со структурой, указанной в четвертом данном изобретении.

[0148]

(c представляет собой целое число, которое дает молекулярную массу 3880)

[0149] Полученный раствор смолы имел вязкость 315 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 31,3 МПа, относительное удлинение при разрыве 370% и температуру теплового размягчения 147°C.

[0150]

[Пример получения 4-3] (Синтез гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы с третичной аминогруппой и полисилоксановым сегментом в качестве четвертой гидрофильной смолы)

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 4-1, 5 частей полидиметилсилоксана с этиленоксидом со следующей структурой (молекулярная масса 4500), 145 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000), 30 частей N,N-диметил-N′,N′-дигидроксиэтил-1,3-диаминопропана и 5 частей 1,4-диаминобутана растворяли в смешанном растворителе, состоящем из 150 частей MEK и 150 частей DMF, и полученную смесь хорошо перемешивали при внутренней температуре от 20 до 30°C. В условиях перемешивания к полученной смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 72 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и по завершении реакции к реакционной смеси добавляли 75 частей MEK, получая раствор полиуретан-полимочевинной смолы со структурой, указанной в четвертом данном изобретении.

[0151]

(m и n представляют собой целые числа, которые дают молекулярную массу 4500)

[0152] Полученный раствор смолы имел вязкость 390 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 22,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 127°C.

[0153]

[Пример получения 4b] (Синтез негидрофильной полиуретановой смолы без третичной аминогруппы и без полисилоксанового сегмента, используемой в сравнительном примере третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения)

Реакционный сосуд, аналогичный тому, который использовался в примере получения 3-1, продували азотом, и в реакционном сосуде 150 частей полибутиленадипата со средней молекулярной массой примерно 2000 и 15 частей 1,4-бутандиола растворяли в 250 частях DMF. Хорошо перемешивая полученную смесь при 60°C, к ней медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 62 частей гидрированного MDI в 171 части DMF. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, получая раствор смолы, используемой в сравнительном примере. Раствор смолы имел вязкость 320 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Негидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 45 МПа, относительное удлинение при разрыве 480% и температуру теплового размягчения 110°C.

[0154]

[Пример получения 5b] (Синтез негидрофильной полиуретановой смолы с третичной аминогруппой, используемой в сравнительном примере третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения)

Реакционный сосуд, аналогичный тому, который использовался в примере получения 3-1, продували азотом, и в реакционном сосуде 150 частей полибутиленадипата со средней молекулярной массой примерно 2000, 20 частей N-метилдиэтаноламина и 5 частей диэтиленгликоля растворяли в смешанном растворителе, содержащем 200 частей MEK и 150 частей DMF. Хорошо перемешивая полученную смесь при 60°C, к ней медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 74 частей гидрированного MDI в 112 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, получая таким образом раствор смолы, используемой в сравнительном примере. Раствор смолы имел вязкость 510 дПа·с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, негидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 23,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 470% и температуру теплового размягчения 110°C.

[0155] В таблице 7-1 приведены вместе свойства соответствующих смол, используемых в примерах третьего данного изобретения, полученных в соответствии с описанными выше примерами получения с 3-1 по 3-3, и соответствующих смол, используемых в сравнительных примерах третьего данного изобретения, полученных в соответствии с примерами получения 4b и 5b. Более конкретно, приведена оценка гидрофильности, средняя молекулярная масса и число третичных аминогрупп (экв.) на 1000 средней молекулярной массы.

[0156]

[0157] В таблице 7-2 приведены вместе свойства соответствующих смол, используемых в примерах четвертого данного изобретения, полученных в соответствии с описанными выше примерами получения с 4-1 по 4-3, и соответствующих смол, используемых в сравнительных примерах четвертого данного изобретения, полученных в соответствии с примерами получения 4b и 5b. Более конкретно, приведена оценка гидрофильности, средняя молекулярная масса и содержание третичных аминогрупп (экв.) на 1000 средней молекулярной массы.

[0158]

[0159]

<Примеры с 3-1 по 3-3 и сравнительные примеры с 1b по 2b третьего данного изобретения>

Диспергирование проводили в течение 24 часов с помощью шаровой мельницы с шариками из оксида алюминия высокой плотности (3,5 г/мл) с использованием каждого из растворов смолы, полученных с помощью описанных выше примеров получения с 3-1 по 3-3, 4b и 5b, и цеолита (производства Sun Zeolite Kogyo K.K.) в каждой из комбинаций (по массе), показанных в таб. 8-1. Содержимое после диспергирования просеивали через сито в 100 меш, изготовленное из полиэфирной смолы, получая каждую смоляную композицию в жидком состоянии, содержащую каждый раствор смолы и цеолит.

[0160]

[0161]

<Примеры с 4-1 по 4-3 и сравнительные примеры с 1b по 2b четвертого данного изобретения>

Диспергирование проводили в течение 24 часов с помощью шаровой мельницы с шариками из оксида алюминия высокой плотности (3,5 г/мл) с использованием каждого из растворов смолы, полученных в соответствии с описанными выше примерами получения с 4-1 по 4-3, 4b и 5b, и цеолита (производства Sun Zeolite Kogyo K.K.), в каждой из комбинаций (по массе), указанных в таб. 8-2. Содержимое после диспергирования просеивали через сито в 100 меш, изготовленное из полиэфирной смолы, получая каждую смоляную композицию в жидком состоянии, содержащую раствор смолы и цеолит.

[0162]

[0163]

[Оценка третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения] Следующие анализы были проведены с использованием каждой смоляной композиции из примеров и сравнительных примеров четвертого данного изобретения, чтобы проверить полезность каждой из полученных смоляных композиций, предусмотренных четвертым данным изобретением. Каждую смоляную композицию с составом, приведенным в таблице 8-2, наносили на прокладочную бумагу и высушивали нагреванием до 110°C в течение 3 мин до испарения растворителя, формируя пленку из каждой смолы толщиной примерно 20 мкм. Следующие параметры оценивали с использованием каждой смоляной пленки, полученной таким образом и образованной из каждой смоляной композиции из примеров с 4-1 по 4-3 и сравнительных примеров 1a и 2b четвертого данного изобретения.

[0164]

<Устойчивость к блокировке (устойчивость к слипанию)>

Пленочные поверхности каждой смоляной пленки из примеров с 4-1 по 4-3 и сравнительных примеров 1b и 2b, полученной из каждой смоляной композиции, размещали лицевой поверхностью друг к другу, и пленки оставляли при 40°C на 1 день с приложенной на них нагрузкой 0,29 МПа. После этого визуально наблюдали устойчивость к блокировке пленок с лицевыми поверхностями, обращенными к другу, и оценивали в соответствии со следующими критериями. Полученные результаты представлены вместе в таблице 9.

Хорошо: блокировка не наблюдалась.

Удовлетворительно: наблюдалась незначительная блокировка.

Плохо: блокировка наблюдалась.

[0165]

<Водостойкость смоляной пленки>

Каждую смоляную пленку, сформированную из каждой смоляной композиции из примеров с 4-1 по 4-3 и сравнительных примеров 1b и 2b, вырезали в форме образца с толщиной 20 мкм, продольной длиной 5 см и поперечной длиной 1 см и погружали в воду с температурой 25°C на 12 часов, измеряли и рассчитывали коэффициент расширения (%) погруженной пленки в продольном направлении, измеряя длину пленки в продольном направлении после анализа с погружением и используя следующую формулу. Водостойкость пленки с коэффициентом расширения 200% или менее оценивали как «хорошую», а водостойкость пленки с коэффициентом расширения более 200% оценивали как «плохую». Полученные результаты представлены вместе в таблице 9.

Коэффициент расширения (%) = (длина после испытания/длина до испытания) × 100

[0166]

[0167]

<Оценка удаления ионов цезия и ионов йода>

Функцию удаления ионов цезия и ионов йода каждой из полученных смоляных композиций, предусмотренных третьим данным изобретением и четвертым данным изобретением, проверяли следующим образом. Каждую смоляную композицию из примеров и сравнительных примеров третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения наносили на прокладочную бумагу и высушивали нагреванием до 110°C в течение 3 мин до испарения растворителя, формируя пленку из каждой смолы с толщиной примерно 20 мкм. Функцию удаления ионов цезия и ионов йода оценивали следующим образом с использованием каждой смоляной пленки из примеров и сравнительных примеров третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения, полученной таким образом.

[0168]

(Получение раствора йода и раствора цезия для анализа)

Раствор йода для анализа готовили путем растворения йодида калия в очищенной ионообменным способом воде таким образом, чтобы раствор имел концентрацию ионов йода 200 мг/л (200 ppm). Кроме того, раствор цезия для анализа готовили путем растворения хлорида цезия в очищенной ионообменным способом воде таким образом, чтобы раствор имел концентрацию ионов цезия 200 мг/л (200 ppm). Кроме того, когда ионы йода и ионы цезия могут быть удалены, радиоактивный йод и радиоактивный цезий могут быть удалены естественным путем.

[0169]

(Результаты оценки смоляной композиции из примера 3-1 третьего данного изобретения)

20 г смоляной пленки, полученной с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 3-1, погружали (25°C) в смешанный раствор, состоящий из 50 мл раствора йода и 50 мл раствора цезия, заранее приготовленного для анализа, и измеряли концентрацию ионов йода и ионов цезия в растворе с помощью ионного хроматографа (IC2001 производства фирмы Tosoh Corporation) каждый раз, когда проходило заранее установленное время. В таб. 10 приведены результаты измерений, и они подтверждают, как показано в таб. 10, что и концентрация ионов йода, и концентрация ионов цезия в растворе уменьшалась каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Вместе с концентрацией ионов йода и концентрацией ионов цезия приведена скорость удаления ионов йода и ионов цезия в растворах каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Кроме того, результаты показаны на фиг. 4 и фиг. 5.

[0170]

[0171] (Результаты оценки смоляной композиции из примера 3-2 третьего данного изобретения)

Концентрации ионов йода и ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 3-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции по примеру 3-2. Полученные результаты приведены в таб. 11 и на фиг. 4 и фиг. 5 таким же образом, как в примере 3-1, описанном ранее.

[0172]

[0173]

(Результаты оценки смоляной композиции из примера 3-3 третьего данного изобретения)

Концентрации ионов йода и ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 3-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции по примеру 3-3. Полученные результаты приведены в таб. 12 и на фиг. 4 и фиг. 5 таким же образом, как в примере 3-1, описанном ранее.

[0174]

[0175]

(Результаты оценки смоляной композиции из примера 4-1 четвертого данного изобретения)

20 г смоляной пленки, полученной с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, погружали (25°C) в смешанный раствор, состоящий из 50 мл раствора йода, заранее приготовленного для анализа, и 50 мл раствора цезия, заранее приготовленного для анализа, и измеряли концентрацию ионов йода и ионов цезия в растворе с помощью ионного хроматографа (IC2001 производства фирмы Tosoh Corporation) каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Результаты приведены в таб. 13, и они подтверждают, как показано в таб. 13, что и концентрация ионов йода, и концентрация ионов цезия в растворе уменьшалась каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Вместе с концентрацией ионов йода и концентрацией ионов цезия в таб. 13 приведена скорость удаления ионов йода и ионов цезия в растворах каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Кроме того, результаты показаны на фиг. 6 и фиг. 7.

[0176]

[0177]

(Результаты оценки смоляной композиции из примера 4-2 четвертого данного изобретения)

Концентрации ионов йода и ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции по примеру 4-2. Полученные результаты приведены в таб. 14 и на фиг. 6 и фиг. 7 таким же образом, как в примере 4-1, описанном ранее. В результате подтверждено, что в случае гидрофильной смоляной композиции из примера 4-2 концентрация ионов йода и концентрация ионов цезия в растворе также уменьшались каждый раз, когда проходило заранее установленное время.

[0178]

[0179]

(Результаты оценки смоляной композиции из примера 4-3 четвертого данного изобретения)

Концентрации ионов йода и ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции по примеру 4-3. Полученные результаты приведены в таб. 15 и на фиг. 6 и фиг. 7 таким же образом, как в примере 4-1, описанном ранее. В результате подтверждено, что и в случае гидрофильной смоляной композиции из примера 4-3 концентрация ионов йода и концентрация ионов цезия в растворе также уменьшались каждый раз, когда проходило заранее установленное время.

[0180]

[0181]

(Результаты оценки смоляной композиции из сравнительного примера 1b третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения)

Концентрации ионов йода и ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из негидрофильной смоляной композиции по сравнительному примеру 1b. Полученные результаты приведены в таб. 16 и на фиг. 8 и фиг. 9 таким же образом, как в примере 4-1, описанном ранее. Как понятно из этих результатов, подтверждено превосходство обработки с целью удаления ионов йода и ионов цезия в примерах третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения.

[0182]

[0183]

(Результаты оценки смоляной композиции из сравнительного примера 2b третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения)

Концентрации ионов йода и ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из негидрофильной смоляной композиции по сравнительному примеру 2b. Полученные результаты приведены в таб. 17 и на фиг. 8 и фиг. 9 таким же образом, как в примере 4-1, описанном ранее. В результате этого, хотя скорость удаления ионов йода и ионов цезия повышается значительнее в случае применения негидрофильной смоляной композиции сравнительного примера 2b, подтверждено превосходство обработки с целью удаления ионов йода и ионов цезия в примерах третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения.

[0184]

Промышленная применимость

[0185] В качестве заявленного примера первого данного изобретения и второго данного изобретения радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе может быть удален простым и недорогим способом, кроме того, процесс удаления радиоактивного цезия не требует источника энергии, такого как электричество, следовательно, становится возможным удаление радиоактивного вещества, присутствующего в жидкости или твердом веществе, которое было в последнее время проблемой, простым и экономичным путем за счет осуществления нового способа удаления радиоактивного цезия и, следовательно, можно ожидать его применения.

[0186] В частности, по методике первого данного изобретения удаленный радиоактивный цезий быстро захватывается первой гидрофильной смоляной композицией, включающей: первую гидрофильную смолу с гидрофильным сегментом; и цеолит, и может стабильно удерживаться; кроме того, поскольку основной компонент первой гидрофильной смоляной композиции представляет собой смоляную композицию, то при необходимости может быть достигнуто сокращение объема радиоактивных отходов, таким образом, может быть ослаблена проблема того, что радиоактивные отходы после переработки с целью удаления радиоактивных веществ становятся объемными, практическое значение этого чрезвычайно высоко, и можно ожидать его применения.

[0187] Кроме того, в соответствии со вторым данным изобретением в дополнение к эффекту, полученному с помощью описанного выше первого данного изобретения, становится возможной реализация водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к слипанию) поверхности, что вызвано наличием полисилоксанового сегмента благодаря введению полисилоксанового сегмента в структуру второй гидрофильной смолы, имеющей гидрофильный Сегмент, и поэтому можно ожидать применения с точки зрения реализации водостойкости и устойчивости к блокировке.

[0188] В качестве примера применения третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения радиоактивный йод и радиоактивный цезий в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе могут быть удалены простым и недорогим способом, не требующим источника энергии, такого как электричество, следовательно, становится возможным удаление радиоактивных веществ, присутствующих в смешанном состоянии в жидкости или твердом веществе, которые были в последнее время проблемой, простым и экономичным путем за счет осуществления нового способа одновременного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия и, следовательно, его практическое значение чрезвычайно высоко.

[0189] В частности, по методике третьего данного изобретения удаленный радиоактивный йод и радиоактивный цезий захватываются третьей гидрофильной смоляной композицией, включающей: третью гидрофильную смолу с определенной структурой; и цеолит, и могут стабильно удерживаться; кроме того, поскольку основной компонент третьей гидрофильной смоляной композиции представляет собой смоляную композицию, то при необходимости может быть достигнуто сокращение объема радиоактивных отходов, таким образом, может быть ослаблена проблема большого количества радиоактивных отходов после переработки с целью удаления радиоактивных веществ, и можно ожидать его применения.

[0190] Кроме того, в соответствии с четвертым данным изобретением в дополнение к эффекту, полученному с помощью описанного выше третьего данного изобретения, становится возможной реализация водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к слипанию) поверхности смолы, что вызвано наличием полисилоксанового сегмента, и улучшение практичности в том случае, когда обработка с целью удаления выполняется с помощью пленки или т.п. при помощи четвертой гидрофильной смоляной композиции, содержащей четвертую гидрофильную смолу, за счет введения в ее структуру, в дополнение к гидрофильному сегменту и третичной аминогруппе, формирующей ионную связь с радиоактивным йодом, также полисилоксанового сегмента, поэтому проблема радиоактивных отходов после обработки с целью удаления радиоактивных веществ может быть уменьшена, и можно ожидать его применения.

Изобретение относится к способу удаления радиоактивного цезия или радиоактивного йода и радиоактивного цезия, а также к гидрофильной смоляной композиции, применяемой для удаления радиоактивного цезия или радиоактивного йода и радиоактивного цезия из отработанной радиоактивной жидкости или твердого вещества, полученных в процессе работы атомной электростанции или установки по переработке отработанного ядерного топлива. Для удаления указанных изотопов предусмотрено использование гидрофильной смоляной композиции, содержащей по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет по меньшей мере гидрофильный сегмент; и цеолит, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы. Техническим результатом является упрощение технологического процесса, отсутствие необходимости в источнике энергии, таком как электричество, а также возможность захвата и стабильного удержания удаленных радиоактивных веществ в твердом теле и возможность уменьшения объема радиоактивных отходов. 12 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил., 17 табл., 10 пр.

1. Способ удаления радиоактивного цезия, включающий обработку с целью удаления радиоактивного цезия в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и цеолит,
где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент; и
гидрофильная смоляная композиция содержит цеолит, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

2. Способ удаления радиоактивного цезия, включающий обработку с целью удаления радиоактивного цезия, присутствующего в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и цеолит,
где гидрофильная смола содержит по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент и, кроме того, каждая из которых содержит полисилоксановый сегмент в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры; и
гидрофильная смоляная композиция содержит цеолит, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

3. Способ удаления радиоактивного цезия по п. 2, где гидрофильная смола представляет собой смолу, полученную из, как части исходного материала, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

4. Способ удаления радиоактивного цезия по п. 1 или 2, где гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом.

5. Способ удаления радиоактивного цезия по п. 1 или 2, где цеолит является соединением, представленным следующей общей формулой (1):
(M⁺, M²⁺)O·Al₂O₃·mSiO₂·nH₂O (1)
[где в формуле (1) М²⁺ представляет собой любое вещество среди Са²⁺, Mn²⁺, Ва²⁺ и Mg²⁺, М⁺ представляет собой вещество среди Na⁺, K⁺ и Li⁺, m представляет собой число от 1 до 18, а n представляет собой число от 1 до 70].

6. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, обладающая способностью удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит;
гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент и нерастворима в воде и горячей воде; и
цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

7. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, обладающая способностью удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит;
гидрофильная смола является по меньшей мере одной смолой, выбранной из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата с высокомолекулярным гидрофильным полиолом и/или полиамином в качестве гидрофильного компонента; и
цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

8. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, обладающая способностью удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит;
гидрофильная смола является смолой, которая имеет гидрофильный сегмент и полисилоксановый сегмент и которая получена при взаимодействии, как части исходного материала, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и
цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

9. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, демонстрирующая способность удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит;
гидрофильная смола является по меньшей мере одной смолой, выбранной из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, полисилоксановый сегмент и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и
цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

10. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия по любому из пп. 6-9, где гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом.

11. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия по любому из пп. 6-9, где цеолит является соединением, представленным следующей общей формулой (1):
(M⁺, M²⁺)O·Al₂O₃·mSiO₂·nH₂O (1)
[где в формуле (1) М²⁺ представляет собой любое вещество среди Са²⁺, Mn²⁺, Ва²⁺ и Mg²⁺, М⁺ представляет собой вещество среди Na⁺, K⁺ и Li⁺, m представляет собой число от 1 до 18, а n представляет собой число от 1 до 70].

12. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, включающий обработку с целью удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, присутствующих в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и цеолит,
где гидрофильная смола содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу; и
гидрофильная смоляная композиция включает цеолит, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

13. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по п. 12, где гидрофильная смола представляет собой смолу, полученную из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу.

14. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, включающий обработку с целью удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, присутствующих в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и цеолит,
где гидрофильная смола содержит по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент; и
гидрофильная смоляная композиция включает цеолит, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

15. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по п. 14, где гидрофильная смола образована из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

16. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по п. 12 или 14, где гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом.

17. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по п. 12 или 14, где цеолит является соединением, представленным следующей общей формулой (1):
(M⁺, M²⁺)O·Al₂O₃·mSiO₂·nH₂O (1)
[где в формуле (1) М²⁺ представляет собой любое вещество среди Са²⁺, Mn²⁺, Ва²⁺ и Mg²⁺, М⁺ представляет собой вещество среди Na⁺, K⁺ и Li⁺, m представляет собой число от 1 до 18, а n представляет собой число от 1 до 70].

18. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, обладающая способностью удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий в жидком и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит;
гидрофильная смола представляет собой смолу, которая имеет гидрофильный сегмент и, в молекулярной цепи, третичную аминогруппу и которая получена из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и
цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

19. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующая способность удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий в жидком и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит;
гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле; и
цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

20. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующая способность удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий в жидком и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит;
гидрофильная смола представляет собой смолу, которая имеет гидрофильный сегмент и, в молекулярной цепи, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент и которая получена при взаимодействии полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и
цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

21. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующая способность удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий в жидком и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и цеолит;
гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или в боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и
цеолит диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 200 мас.ч. относительно 100 мас.ч. гидрофильной смолы.

22. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по любому из пп. 18-21, где гидрофильный сегмент гидрофильной смолы является полиэтиленоксидным сегментом.

23. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по любому из пп. 18-21, где цеолит является соединением, представленным следующей общей формулой (1):
(M⁺, M²⁺)O·Al₂O₃·mSiO₂·nH₂O (1)
[где в формуле (1) М²⁺ представляет собой любое вещество среди Са²⁺, Mn²⁺, Ва²⁺ и Mg²⁺, М⁺ представляет собой любое вещество среди Na⁺, K⁺ и Li⁺, m представляет собой число от 1 до 18, а n представляет собой число от 1 до 70].