إنتاج وتوصيف خلائط من مواد طبيعية وبوليميرات ودراسة هجرة النظائر المشعة منها

Abstract

جرى تحضري متراكبات من مسحوق الفوسفات الخام ومولومير بوتيل ميتا أكريلات عن طريق تعريضها لأشعة غاما، بعدها استخدمت تقنية التحليل الحراري الوزني (TGA) في متابعة مردود البلمرة بدلالة الجرعة الإشعاعية ، ومن ثم جرت البلمرة الكلية بتعريض العينات

الجرعة إشعاعية مقدارها 5

FTIR

في البداية ، استخدمت مطيافية تحويلات فورييه في منطقة تحت الأحمر التوصيف المتراكبات الناتجة ، ودراسة التأثيرات المتبادلة بين الفوسفات الخام وبوليمير بوتيل ميتا أكريلات. لم تظهر في الأطياف عصابة الامتصاص العائدة ل لرابطة P-O-C، التي ينبغي أن تقع عند العدد الموجي 1465 cm، وهذا يعني أنه لا يوجد أي ترابط كيميائي بين الفوسفات والبوليمير بوتيل ميتا أكريلات ، وذلك من أجل المتراكبات المحضرة جميعاً باستخدام جرع إشعاعية بلغت 1530450 جرى التحقق من ذلك باستخدام مطيافية الإلكترون الضوئي للأشعة السينية XPS حيث سجلت أطياف المتراكبات المحضرة جميع أ. لم يلاحظ كذلك وجود أي ترابط كيميائي بين الفوسفات الخام وبوليمير بوتيل ميتا أكريلات في كافة المتراكبات، بل ظهرت غالبية التأثيرات المتبادلة على هيئة ترابط فيزيائي، حيث يقوم الفوسفات الخام بنور مادة مالئة لفراغات الشبكة البوليميرية المتشكلة.

استخدمت تقنية التحليل الحراري الوزني TGA من أجل تحديد مجال درجات الحرارة أو السلوك الحراري الذي يمكن فيه استخدام المتراكبات المدروسة دون مخاطر حصول تقادم كيميائي لها. بينت النتائج أنه بالإمكان استخدام هذه المتراكبات في مجال درجات الحرارة من 270 25 إلى

بهدف معرفة الحالة البلورية لك ل من بوليمير بوتيل ميتا أكريلات النقي والمتراكب بولي بوتيل ميتا أكريلات مع الفوسفات، جرى تحديد درجة الانتقال الزجاجي باستخدام تقنية التحليل الحراري الميكانيكي TMA، وذلك بتطبيق قوة متغيرة، وقوة ثابتة. دلت النتائج أن درجة حرارة الانتقال الزجاجي للبوليمير الرقي تساوي 24.9 ، في حين كانت للمتراكب 28.9. يستدل من ذلك على أن المتراكب يكون في الحالة البلورية الزجاجية في درجة حرارة الغريب علاوة على ذلك، بينت النتائج أن درجة حرارة الانتقال الزجاجي للمتراكب المحضر . أكبر منها للبوليمير النقى من جهة، ومن جهة أخرى أكبر منها للمتراكبات المستخدمة في البحوث السابقة [14,15]، حيث كانت المتراكبات في الحالة المطاطية.

بعد ذلك استخدمت مطيافية غاما لدراسة توزع النظائر S85 و Eu152 و 137 Cs، في منظومة صلب - سائل في متراكب فوسفات مع بولي بوتيل ميتا أكريلات بتماس مع المياه الجوفية. كان الهدف من ذلك تحديد قابلية المتراكبات المحضرة على الاحتفاظ بالنظائر المشعة عندما تتغير الشروط البيئية المحيطة، وبالنتيجة اختيار المتراكب الأمثل لترشيحه كي يدخل في بنية مدفن للنفايات المشعة لتحقيق هذا الغرض درس تأثير كل من زمن التماس ( زمن الخلط ) ودرجة حموضة الوسط ، وتركيز العنصر المنافس ، ودرجة الحرارة ، ومعدل الجرعة الإشعاعية، والجرعة الإشعاعية في توزع النظائر المشعة بين الطورين الصلب والسائل . اتضحمن مقارنة النتائج الحاصلة مع نتائج الدراسات السابقة، أن قابلية متراكب بوتيل ميتا أكريلات

مع الفوسفات الخام على الاحتفاظ بالنظائر المشعة في الطور الصلب أكبر منها لباقي

المتراكبات المحضرة. لقد بلغت نسبة احتفاظ الطور الصلب لهذا المتراكب بكل من النظيرين S85 و Eu152 مقدار يساوي قرابة 100%، في حين وصلت هذه النسبة بحالة النظير Cs137 إلى قرابة 98% من الضروري الإشارة إلى أن هذه النسب بقيت ثابتة ولم تتغير بتغيرات

الشروط التجريبية المدروسة جميعاً، مما يدل على المقاومة الكبيرة التي تبديها الخلطة المحضرة

للتغيرات البيئية المختلفة، بالمقارنة مع الخلائط المحضرة في الدراسات السابقة.

في النهاية، استناداً إلى نتائج توزع النظائر المشعة بين الطورين، استنتجت الشروط المثلى لعملية تحضير المتراكبات. وجد أن تخفيض انتقال النظائر من الطور الصلب إلى المياه الجوفية، وبالنتيجة زيادة عامل التغليف، يتطلب تحضير متراكبات تزيد فيها نسبة الفوسفات إلى المورومي عن 1 إلى 2 عند معدل جرعة تحضير 1.5 ، وجرعة . يقود ذلك إلى زيادة عملية البلمرة الإشعاعية، وتشكيل بوليمرات تمتلك وزراً جزيئي كدبياً، تكون فيها درجة التشابك أكبر، مما يمنحها قدرة أكبر على حجز النظائر المشعة، ومنع انتقالها إلى خارج المتراكب. بقيت ضمن هذه الشروط م قدرة الدوليمير المحضر على الاحتفاظ بالنظيرين S85 و E152 ، ثابتة وتساوي قرابة %100، حتى عندما ترتفع درجة حرارة الوسط إلى 80 ، في حين تبلغ هذه المقدرة بالنسبة للنظير 137 قرابة 98%، عندما ترتفع درجة الحرارة من

درجة حرارة الغرفة إلى 60 فقط، ومن بعدها تنخفض لتصل قرابة 60.