ENGINEERINGNET.BE - In nucleaire installaties die medische isotopen produceren komen onder meer radioactieve xenonisotopen vrij.
Dit radioactieve edelgas wordt door actieve koolfilters opgevangen en vastgehouden tot het veilig kan worden vrijgegeven in de atmosfeer.
Actieve kool brengt echter brandgevaar met zich mee en is weinig efficiënt om xenon op te vangen bij kamertemperatuur. Daarom wordt al langer gekeken naar onbrandbare adsorptiemiddelen die de veiligheid kunnen verhogen en ook efficiënter zijn.
Dat laatste is van belang, omdat de uitstoten van radioxenon door nucleaire installaties nu nog hoog genoeg zijn om impact te hebben op het ultragevoelige wereldwijde monitoringsysteem voor kernproeven.
Eerdere studies toonden aan dat zilverzeolieten tot bijna 200 keer meer efficiënt kunnen zijn voor xenon adsorptie dan hetzelfde volume van een typische actieve koolfilter dat in de nucleaire industrie wordt gebruikt.
Zilverzeolieten zijn materialen met een hoge porositeit die zilverionen en zilvernanodeeltjes bevatten. Deze hebben het unieke vermogen om xenon gas sterk te adsorberen en vast te houden.
Voor deze nieuwe studie zijn twee specifieke zeolieten, te weten Ag-ETS-10 en Ag-ZSM-5, geselecteerd en blootgesteld aan extreme omstandigheden. Beide zilverzeolieten konden meer dan 40 thermische regeneratiecycli van 212° Celsius doorstaan zonder prestatieverlies in xenonadsorptie. Dat zijn bijna twee keer meer cycli dan in eerdere studies.
Ook werden beide zeolieten 8 dagen blootgesteld aan 50 TBq aan xenon-133. De zilverzeolieten bleken bestand tegen deze stralingsniveaus, die tot een factor 100 hoger zijn dan in eerdere studies. Er is geen significant prestatieverlies in de adsorptie van xenon waargenomen.
De resultaten van deze studie tonen aan dat Ag-ETS-10 en Ag-ZSM-5 veelbelovend zijn voor gebruik in xenon-opvangsystemen in nucleaire installaties.
Verder onderzoek is nodig om de impact van verontreinigingen in de gasstroom en de lange termijn effecten van radioactieve vervalproducten van radioxenon op deze zilverzeolieten in kaart te brengen.
Partner in dit onderzoek is de Wrocław University of Science and Technology uit Polen.
