Estudi de l’eliminació d’estronci en aigües subterrànies mitjançant experiments d’adsorció i co-precipitació

La producció d’energia elèctrica en centrals nuclears comporta la generació de residus que tenen difícil gestió i tractament. La solució acceptada internacionalment per al confinament d’aquests residus és l’emmagatzematge geològic profund (EGP), un emplaçament que compta amb diverses barreres, naturals o artificials, que garanteixen la reclusió dels residus durant llargs períodes de temps. Degut a les capacitats d’adsorció que tenen els minerals, aquests es considera que formen part de les barreres naturals en els EGP. Amés, es consideren també com a possibles barreres els minerals que precipiten a les proximitats del combustible nuclear gastat degut a la sobresaturació de les aigües que entren en contacte amb el combustible. L’estudi objecte d’aquest projecte final de carrera és determinar la capacitat de retenció d’un mineral concret, la uranofana (Ca(UO2)2(SiO3OH)2·5H2O), que podria retenir estronci provinent de la dissolució del combustible nuclear. Per tal de determinar si aquest mineral és capaç d’immobilitzar l’estronci es realitzaren estudis d’adsorció i de co-precipitació. En primer lloc, es realitza la síntesi del mineral i paral·lelament es realitza una síntesi en coprecipitació de calci i d’estronci, per tal d’observar quina precipitació està més afavorida. En una segona fase, es duen a terme experiments per a la determinació del punt de càrrega zero del mineral sintetitzat, els quals ens donaran a quin pH es neutralitza la càrrega superficial i per tant el punt on es poden obtenir resultats òptims en els estudis d’adsorció. En l’última fase es realitzen els experiments d’adsorció, que determinaran si el mineral és capaç de retenir l’estronci en la seva superfície. Al llarg d’aquest projecte s’ha sintetitzat uranofana al laboratori i s’ha obtingut un rendiment de la reacció del 64% i s’ha caracteritzat mitjançant DRX, Raman i BET. Amés, s’ha aconseguit precipitar un sòlid que emmagatzema Sr en la seva estructura cristal·lina evitant així la seva propagació cap al medi. Per altra banda, en l’estudi d’adsorció s’ha determinat que el sistema uranofana-Sr2+ en dissolució arriba a l’estat estacionari quasi instantàniament i segueix una cinètica de pseudosegon ordre. L’efecte de la concentració s’ha determinat que segueix el model d’isoterma de Langmuir amb una capacitat màxima d’adsorció de 3,42·10-3 i 1,21·10-3 mol·m-2 per a medi iònic 0,01 i 0,1 mol·dm-3, respectivament. Per últim s’ha investigat l’efecte del pH de la dissolució i no s’ha observat