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pte20180629003 Umwelt/Energie, Forschung/Technologie

Hauchdünne Fäden entgiften verstrahltes Wasser

Neues Verfahren mit Na2TiO3 könnte in Fukushima eingesetzt werden

Nanofaserknäuel aus Natriumtitanat reinigt AKW-Abwasser (Foto: helsinki.fi/en)
Nanofaserknäuel aus Natriumtitanat reinigt AKW-Abwasser (Foto: helsinki.fi/en)

Helsinki (pte003/29.06.2018/06:05) - Natriumtitanat (Na2TiO3) ist ein bewährtes Material, um radioaktive Stoffe aus Wasser zu entfernen. Bisher wurde es in körniger Form eingesetzt. Forschern an der University of Helsinki http://helsinki.fi/en ist es jetzt gelungen, Na2TiO3 in eine Form zu bringen, die den Entgiftungsprozess massiv beschleunigt. Außerdem bleibt weniger radioaktiver Abfall übrig.

Elektrogesponnenes Natrium

Die Forscher haben Na2TiO3 über das sogenannte Elektrospinnen in hauchdünne Fäden umgewandelt. Davon knüllten sie Millionen zusammen. Das verseuchte Wasser läuft durch und wird gereinigt. Das Verfahren kann bei Störfällen eingesetzt werden, bei denen radioaktives Wasser frei wird. Es bietet sich auch an, um die gigantischen Mengen an verseuchtem Wasser, die nach dem Unfall in Fukushima eingelagert worden sind, zu reinigen. Derzeit arbeitet man dort mit der herkömmlichen Methode, dem Einsatz von körnigen Ionentauschern.

"Der Vorteil des elektrogesponnenen Natriumtitanats liegt darin, dass der Ionenaustausch schneller vonstatten geht", sagt Risto Koivula, ein Spezialist für die Ionenaustauschtechnik. Beim Kontakt von Strontium und Na2TiO3 findet ein Austausch von Natrium- und Strontiumionen statt. Wenn die Kapazität erschöpft ist, muss das gesamte Material als radioaktiver Abfall sicher eingelagert werden. Weil die Oberfläche der elektrogesponnenen Fasern weitaus größer ist als die von körnigem Na2TiO3, fällt weitaus weniger Abfall an.

Viele nanometerdicke Fäden

Die Anlage zur Herstellung der nanometerdicken Fäden wurde am Exzellenzzentrum für die Abscheidung von Atomlagen auf einem Substrat aufgebaut, die Mikko Ritala leitet. Die Anlage besteht aus einer feinen Düse und einem Kollektor. Zwischen ihnen wird eine elektrische Spannung von einigen 1.000 Volt aufgebaut, die gewissermaßen das Spinnrad ersetzt, das klassische Gerät zur Herstellung von Garnen. Das zu verspinnende Material muss in flüssiger Form vorliegen. In diesem Fall schweben Nanopartikel aus Na2TiO3 in einem Gemisch aus Ethanol und Essigsäure. Die elektrische Spannung beschleunigt diese Emulsion.

(Ende)
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