Bu tədqiqat, istifadə olunmuş nüvə yanacşəbəkəıın pirometallurgik yenidən işlənməsinde əridilmiş duz üçünde kalan sirkonium və lantanoid ionlarını gidermek amacıyla iki mərhələlı bir üsul təklifktedir. İlk mərhələda sirkonium, çinko ilə birlikdə elektrokimyəvi olaraq reduksiya olunaraq volfram katod üzerinde Zn₁₄Zr intermetalik biləşiği biçiminde toplanmaktadır. İkinci mərhələda elektroliz sonrasında tuz üçünde kalan Zr(IV), yüksək sıcaklığa dayanıklı 5A molekulyar ələk tarafından ion mübadiləsi və məsamədaxili diffuziya yoluyla adsorbsiya olunur.

Sabit akımlı elektroliz təcrübəinde sirkonium bərpa nisbətı %95,83 olaraq bildirilmişdir. 5A molekulyar eleğin tek başına uygulandığı sıcaklık təcrübəlerinde Zr(IV) giderimi bütün sıcaklıklarda %96’nın üzerinde kalmış və en yüksək dəyər %99,91’e ulaşmıştır. Adsorpsion dengesi yaklaşık 40-50 dakika üçünde oluşmuştur. Zirkonyum, neodimium, terbium, holmium və tulium içeren çok biləşenli temsili əridilmiş duz sisteminde bütün hedef ionların giderim nisbəti %91’in üzerinde; Tm, Ho və Tb üçün isə %95’in üzerinde bulunmuştur.

Tədqiqatnın önerdiği yaklaşım, elektrolizin yüksək başlangıç derişimlerinde sşəbəkəladığı sürətli ayırmayı, molekulyar eleğin aşşəbəkəı artık derişimlerinde sşəbəkəladığı yakalamayla birleştirmektedir. Bu sıralı işləmə, elektrolizin son mərhələsında ion derişimi düştükçe ortaya çıkan aşşəbəkəı akım vərimi sorununu azaltmayı amaçlamaktadır. Ancaq tədqiqatda birbaşa enerji istehlakı, proses xərci və ya elektroliz-akım vərimi eğriləri vərilməmişdir.

Deneyler real kullanılmış yakıt, radioaktiv tuz və ya aktinid içeren bir sistem üzerinde strukturlmamıştır. Kullanılan ortam, ZrCl₄, ZnCl₂ və seçilmiş lantanoidlərin eklendiği temsili LiCl-KCl eriyiğidir. Bu niyəle üsul, real yakıt işləmə akışında uranyum və plütonyumdan seçici ayırma, radiasiya möhkəmlikı, sürekli işletim, adsorbent yeniləme və endüstriyel ölçek bakımından henüz doğrulanmış değildir.

Türkiyə baxımından: Tədqiqat; Türkiyədə nükleer material kimyası, yüksək sıcaklık elektrokimyası, radioaktiv atık tuzlarının arıtılması, zeolit temelli ion mübadiləsi və gelecekteki nüvə yanacşəbəkəı çevrimi tədqiqatları açısından bilimsel örütubət taşımaktadır. Yaklaşımın Türkiyə koşullarında dəyərlendiriləbilmesi üçün önce radioaktiv olmayan temsili tuzlarla bşəbəkəımsız laboratoriya tekrarı, ardından aktinid içeren lisanslı tesis təcrübəleri, radiasiya kararlılığı, korroziya, adsorbent yeniləme, ikincil atık oluşumu, proses təhlükəsizği və həyat dövrü analizleri strukturlmalıdır. Tədqiqatdan Türkiyədə uygulanabilir bir kullanılmış yakıt yeniden işləmə tesisi bulunduğu, üsulun mevcut mevzuata uygun olduğu, ticari ölçekte ekonomik çalışacşəbəkəı və ya real radioaktiv atığın təhlükəsiz biçimde arıtılabiləceği sonucu birbaşa çıkarılamaz.

Zirkonyum niyə giderilmek istenmektedir?

Zirkonyum alaşımları, nüvə yanacşəbəkəı çubuklarının örtüklarında kullanılan struktursal materiallerdendir. Kullanılmış yakıtın yenidən işlənməsi sırasında örtük mənbəlı sirkonium işləmə ortamına geçebilir. Tədqiqatya göre bu sirkonium, aktinidlerin ayrılmasını və saflaştırılmasını zorlaştırabilir; atık tuzun biləşimini və uzun dörütubət yönetimini daha karmaşık hâle getirebilir.

Erimiş tuz elektrolizi, metal ionlarının yüksək sıcaklıktaki ionik bir ortamda elektrot üzerinde indirgenmesine dayanır. Zirkonyum derişimi yeterince yüksəkken elektroliz etkili ola bilər; ancaq ion miktarı azaldıkça hedef ionun katoda ulaşma hızı düşmekte, yan tepkimelerin göreli örütubəti artmakta və akım vərimi azalmaktadır. Tədqiqatçılar bu niyəle elektrolizi tek başına çok aşşəbəkəı artık derişimine kadar sürdürmek yerine, elektroliz sonrasında bir adsorbsiya mərhələsı eklemiştir.

İki mərhələlı işləməin tədqiqat ilkesi

Tədqiqatnın 5. sayfasındaki Şekil 1, önerilən işləməi kullanılmış yakıtın kuru yenidən işlənmə akışına yerleştirmektedir. Yöntem iki temel mərhələdan oluşmaktadır:

1. Elektrokimyəvi bərpa: Zn(II) və Zr(IV), LiCl-KCl eriyiğinde volfram katod üzerinde birlikdə indirgenmektedir. Çinko, sirkoniumla Zn₁₄Zr intermetalik fazı oluşturarak sirkoniumun elektrot üzerinde tutulmasını kolaylaştırmaktadır.
2. Yüksek sıcaklık adsorbsiyau: Elektroliz sonrasında ərintite kalan Zr(IV), 5A molekulyar eleğe eklenmektedir. Zr⁴⁺, eleğin struktursındaki Ca²⁺ və Na⁺ ionlarıyla yer değiştirmekte, məsamələre ilərlemekte və struktur oksigenleriyle Zr-O bşəbəkəları oluşturmaktadır.

Bu yaklaşımın temel mantığı, yüksək derişimli sirkoniumu elektrolizle geri kazanmak və elektrolizin vərimsizleştiği aşşəbəkəı artık derişimini adsorbsiyala gidermektir.

Deney ortamı və elektrot sistemi

Susuz LiCl-KCl qarışıqı korindon kroze üçünde hazırlanmış və kalan rütubəti uzaklaştırmak amacıyla 453 K’de, yani yaklaşık 180 °C’de 48 saat vakum altında kurutulmuştur. Karışım daha sonra 773 K’ye, yaklaşık 500 °C’ye ısıtılarak eritilmiştir. Zirkonyum və çinko mənbəları olaraq analitik saflıkta ZrCl₄ və ZnCl₂ istifadə edilmişdir.

Erimiş tuzdaki istenmeyen elektroaktif türleri azaltmak amacıyla təcrübəlerden önce −2,20 V potansiyelde iki saat ön elektroliz strukturlmıştır. Elektrokimyəvi təcrübəler üç elektrotlu sistemde yürütülmüştür:

• Tədqiqat elektrodu: %99,99 saflıkta volfram tel, etkin alan 0,312 cm².
• Karşı elektrot: 4 mm çapında yüksək saflıkta grafit çubuk.
• Referans elektrot: Ag/AgCl düzeni.
• Elektrokimyəvi iş istasyonu: PARSTAT 4000A.
• Temel təcrübə sıcaklığı: 773 K, yaklaşık 500 °C.

LiCl ilə KCl’nin tam mol və ya kütle nisbətı ana metinde açıqça vərilmemiş, yalnızca ötektik qarışıq olduğu qeyd edilmişdir. Bu eksiklik, təcrübəin birebir yeniden üretilmesini sınırlandırmaktadır.

Çinko ionlarının elektrokimyəvi davranışı

Tədqiqatnın 11. sayfasındaki Şekil 2(a-c), Zn(II)’nin volfram elektrot üzerindeki davranışını göstərir. Boş LiCl-KCl sisteminde yaklaşık −2,5 V’ta Li(I)/Li çiftine ait redoks sinyalleri gözlenmiştir. ZnCl₂ eklendiğinde −0,86 ilə −0,63 V arasında Zn(II)’nin indirgenmesi və metalik çinkonun yeniden yükseltgenmesiyle ilişkiləndirilən yeni bir pik çifti oluşmuştur.

Katodik pik akımı ilə tarama hızının karekökü arasında doğrusal ilişki bulunması, Zn(II) indirgenmesinin kütle aktarımı və diffuziyala kontrol edildiği şeklinde yorumlanmıştır. Açık devre kronopotensiometriyasinde yaklaşık −0,73 V’taki plato da Zn(II)/Zn dengesine bşəbəkəlanmıştır.

Zirkonyumun iki basamaklı indirgenmesi

ZrCl₄ eklendiğinde −1,08 ilə −0,75 V arasında iki ayrı redoks çifti belirlenmiştir. Tədqiqatçılar bu sinyalleri şu ardışık mekanizmayla açıqlamaktadır:

\[ \mathrm{Zr(IV)} \rightarrow \mathrm{Zr(II)} \rightarrow \mathrm{Zr(0)} \]

İlk elektrokimyəvi basamak Zr(IV)/Zr(II), daha negatif potansiyeldeki ikinci basamak isə Zr(II)/Zr(0) çiftine atanmıştır. Açık devre ölçmələrinde de sirkoniuma ait iki ardışık potansiyel platosu görülmesi, iki basamaklı indirgenme yorumunu desteklemiştir.

Tarama hızı təcrübəlerinde katodik pik akımının tarama hızının kareköküyle doğrusal değişmesi, Zr(IV)’ün volfram üzerindeki indirgenmesinin de ərinti üçündeki ion diffuziyauyla kontrol edildiği şeklinde dəyərlendirilmiştir.

Zn-Zr ortak indirgenmesi və Zn14Zr oluşumu

Zn(II) ilə Zr(IV) aynı ərintite bulunduğunda, ayrı Zn və Zr redoks sinyallerine ek olaraq yaklaşık −0,77 V’ta yeni bir açıq dövrə platosu ortaya çıkmıştır. Bu sinyal Zn-Zr intermetalik fazının oluşumu və çözünmesiyle ilişkiləndirilmiştir.

Katodik potansiyel sınırının −1,20 V ilə sınırlandırılması, daha negatif potansiyelde realleşebiləcek lityum birikimini bastırmış və Zn, Zr ilə Zn-Zr türlerine ait hedef sinyallerin daha net gözlenmesini sşəbəkəlamıştır.

Farklı sıcaklıklardaki ölçmələr və Zn-Zr faz diyagramının yorumu sonucunda oluşan fazın Zn₁₄Zr olduğu qeyd edilmişdir. İntermetalik biləşiğin etkinliğiyle potansiyel arasındaki ilişki şu biçimde vərilmiştir:

\[ \mathrm{emf}=\Delta E=-\frac{RT}{nF}\log \gamma_{\mathrm{Zr}} \]

Burada R gaz sabitini, T sıcaklığı, n aktarılan elektron sayısını, F Faraday sabitini və \(\gamma_{\mathrm{Zr}}\) intermetalik faz üçündeki sirkonium etkinliğini ifade etmektedir. Denklemde “log” ifadesinin doğal mı yoksa on tabanında mı kullanıldığı açıqlanmamışdır; on tabanlı logaritma kullanılması hâlinde dönüşüm katsayısı gerekir.

Zn₁₄Zr oluşumunun Gibbs serbest enerjisi:

\[ \Delta G_{\mathrm{Zn_{14}Zr}}=-nF\Delta E \]

eşitliğiyle hesablanmışdır. Tədqiqat, Zn₁₄Zr üçün oluşum entalpisi və entropisini sırasıyla −158,13 kJ/mol və −15,869 J/(mol·K) olaraq bildirmektedir. Hesabın ara potansiyel dəyərləri Tablo S1’de bulunduğu üçün ana dosya üzerinden yeniden hesaplama strukturlamamaktadır.

Zirkonyumun termodinamik dəyərləri

Zr(IV)/Zr(II) çiftinin görünür standart potansiyeli sıcaklığa bşəbəkəlı olaraq şu ilişkiyle vərilmiştir:

\[ E_{\mathrm{Zr(IV)/Zr(II)}}^{*0} =-2{,}330+6{,}16\times10^{-4}T \]

Burada potansiyel Cl₂/Cl⁻ çiftine göre volt, sıcaklık isə kelvin cinsindedir.

Termodinamik hesaplarda:

\[ \Delta G^{*0}=-nFE^{*0} \]

və

\[ \Delta G^{*0}=\Delta H^{*0}-T\Delta S^{*0} \]

ilişkiləri istifadə edilmişdir. Metin, ZrCl₄ indirgenmesi üçün entalpi değişimini −647,306 kJ/mol və entropi değişimini −177,900 J/(mol·K) olaraq vərmektedir. Ancaq 15. sayfadaki Şekil 3(b)’de doğrunun kesişim dəyəri yaklaşık −673,306 kJ/mol görünmektedir. Bu niyəle entalpi dəyərinin metin və qrafik arasında doğrulanması gerekir.

Difüzyon katsayıları necə hesablanmışdır?

Zn(II) və Zr(IV) üçün diffuziya katsayıları, çözünür-çözünmez türlerin voltametrik davranışında kullanılan Berzins-Delahay eşitliğiyle hesablanmışdır:

\[ I_p=-0{,}61AC_0(nF)^{3/2} \left(\frac{Dv}{RT}\right)^{1/2} \]

Burada \(I_p\) katodik pik akımı, \(A\) elektrot alanı, \(C_0\) başlangıç derişimi, \(D\) diffuziya katsayısı və \(v\) tarama hızıdır.

Sıcaklığa bşəbəkəlı diffuziya katsayıları Arrhenius eşitliğiyle dəyərlendirilmiştir:

\[ D=D_0\exp\left(-\frac{E_a}{RT}\right) \]

\[ \ln D=\ln D_0-\frac{E_a}{RT} \]

Şekil S1 və Şekil S2 ana dosyada bulunmadığından fərqli sıcaklık və tarama hızlarındaki bütün ham voltamogramlar bşəbəkəımsız olaraq incelerütubətemiştir.

Sabit potansiyel elektrolizi

Zn₁₄Zr oluşumunu doğrulamak amacıyla 773 K’de −0,80 V sabit potensialde 15 saat elektroliz strukturlmıştır. Tədqiqatnın 17. sayfasındaki Şekil 4’te:

• SEM-EDS haritalarında Zn və Zr’nin elektrot səthinde dşəbəkəıldığı,
• XRD deseninde metalik Zn və Zn₁₄Zr piklerinin bulunduğu,
• XPS ölçmələrinde Zn 2p ilə Zr 3d sinyallerinin görüldüğü

bildirilmişdir. Bu üç üsul birlikdə, elektrot üzerinde Zn₁₄Zr içerikli bir ürün oluştuğunu dəstəkləyir.

Sabit akımlı elektroliz və %95,83 bərpa

İkinci təcrübə 773 K’de, 100 mA sabit akımla 18 saat yürütülmüştür. 18. sayfadaki Şekil 5’teki SEM-EDS, XRD və XPS nəticələri da Zn ilə Zn₁₄Zr içeren elektroliz ürününü göstərir.

Elektroliz öncesi və sonrası ərintiteki sirkonium miktarı ICP-OES ilə ölçülmüş və orta sirkonium bərpaı %95,83 olaraq bildirilmişdir. Bununla belə:

• Tekrar sayısı açıqlanmamışdır.
• Standart sapma və ya güvən aralığı vərilməmişdir.
• Akım vəriminin zaman üçündeki değişimi gösterilmemiştir.
• Elektrik enerjisi tüketimi ölçülmemiştir.
• Katottaki toplam Zn-Zr kütlesiyle ərinti analizinin tam kütle dengesi təqdim edilməmişdir.

Bu niyəle %95,83 dəyəri tədqiqatın təcrübə koşulları üçün əhəmiyyətli bir nəticətur; ancaq prosesin enerji vərimi və ya ölçeklenebilirliği hakkında tek başına yeterli değildir.

5A molekulyar ələkle yüksək sıcaklık adsorbsiyau

Adsorpsion təcrübəlerinde 6 g önceden kurutulmuş 5A molekulyar ələk əridilmiş duza eklenmiş və sistem 110 rpm hızla karıştırılmıştır. Belirli zamanlarda üst fazdan örnek alınmış, tartılmış, sabit hacme seyreltilmiş və metal ion derişimleri ICP-OES ilə ölçülmüştür.

Adsorpsion tutumu şu eşitlikle hesablanmışdır:

\[ Q=\frac{(C_0-C)v}{m} \]

Burada \(C_0\) və \(C\), əridilmiş duzdaki başlangıç və son metal derişimlerini; \(v\), örnek və ya çxüsusiti kütlesini; \(m\), adsorbent kütlesini; \(Q\) isə mg/g cinsinden adsorplanan miktarı ifade etmektedir.

Giderim nisbətı tədqiqatda:

\[ R=\frac{C_0-C}{C_0} \]

olaraq yazılmıştır. Sonucun yüzde biçiminde vərilmesi üçün eşitliğin \(100\) ilə çarpılması gerekir:

\[ R(\%)=\frac{C_0-C}{C_0}\times100 \]

Sıcaklığın adsorbsiyaa etkisi

773, 798, 823 və 848 K sıcaklıklarında strukturlan təcrübəler, başlangıçta sürətli və sonrasında yavaşlayan bir adsorbsiya eğrisi göstərmişdir. Denge yaklaşık 40 dakika üçünde oluşmuştur.

5A molekulyar eleğin Zr(IV) giderim vərimi bütün sıcaklıklarda %96’nın üzerinde kalmış, en yüksək dəyər %99,91 olmuştur. Tədqiqat sıcaklığın adsorbsiya üzerinde belirgin bir etkisi bulunmadığını belirtmektedir. Ancaq bu dəyərlendirmeyi destekleyen istatistiksel anlamlılık testi və ya dispersiya analizi vərilməmişdir.

Başlangıç sirkonium miktarının etkisi

Başlangıç Zr(IV) səviyyəi 1,831 ilə 6,435 mg/g arasında değiştirilmiştir. Bütün təcrübəlerde dengeye yaklaşık 50 dakika üçünde ulaşılmıştır.

Bu seri üçünde en yüksək giderim nisbəti %98,62 olaraq vərilmiştir. Adsorpsion tutumunin başlangıç sirkonium miktarıyla yaklaşık doğrusal artması, incelenen aralıkta molekulyar eleğin doygunluğa ulaşmadığı şeklinde yorumlanmıştır.

Ancaq əridilmiş duzun toplam kütlesi və təcrübə kabındaki tam material dengesi açıqlanmadığından tutum hesabının bütün ara adımları ana metinden yeniden oluşturulamamaktadır.

Adsorpsion kinetiği

Deney vəriləri sözde birinci derece, sözde ikinci derece və Weber-Morris məsamədaxili diffuziya modelleriyle dəyərlendirilmiştir. Sözde ikinci derece modelin bütün başlangıç derişimlerinde daha yüksək R² dəyərine sahip olduğu bildirilmişdir. Tədqiqatçılar bunu kimyəvi adsorbsiyaun hız belirleyici olduğu biçiminde yorumlamıştır.

Bununla belə, yalnızca bir kinetik modelin daha yüksək R² vərmesi mekanizmayı tek başına sübut etmir. Tədqiqatdaki ion derişimi, XPS və EDS bulguları ion mübadiləsi yorumunu ayrıca dəstəkləyir.

Weber-Morris modelinde:

\[ Q_t=k_i t^{1/2}+C \]

eşitliği istifadə edilmişdir. Burada \(k_i\), məsamədaxili diffuziya hız sabitini; \(C\), sınır tabakası etkisini ifade etmektedir.

Adsorpsion üç mərhələlı olaraq yorumlanmıştır:

1. Zr(IV)’ün molekulyar eleğin dış səthindeki etkin bölgelere sürətli bşəbəkəlanması.
2. İyonların məsamə şəbəkəı üçüne ilərlediği daha yavaş məsamədaxili diffuziya.
3. İç bölgelerin dolmasıyla hızın düştüğü denge mərhələsı.

İyon değişimi mekanizması

5A molekulyar eleğin iskeletinde yük dengeleyici Ca²⁺ və Na⁺ ionları bulunmaktadır. Adsorpsion sırasında ərintiteki Zr(IV) derişimi hızla azalırken Ca(II) və Na(I) derişimleri artmıştır. Bu ters yönlü değişim, Zr⁴⁺ ionlarının molekulyar ələk üçündeki Ca²⁺ və Na⁺ ionlarıyla yer değiştirdiği yorumunu dəstəkləyir.

23. sayfadaki Şekil 7’de adsorbsiya sonrası:

• Zr’nin molekulyar ələk parçacığı üzerinde dşəbəkəıldığı,
• Ca sinyalinin belirgin biçimde azaldığı,
• Na sinyalinin tespit ediləmeyecek səviyyəe indiği,
• molekulyar ələk parçacıklarının ümumi morfologiyasini koruduğu

gösterilmektedir.

XRD və XPS bulguları

25. sayfadaki Şekil 8, fərqli sıcaklık və sirkonium miktarlarında işləmə gören 5A molekulyar eleğin XRD desenlerini və XPS spektrlarını göstərir.

XRD nəticələri, ana 5A kristal struktursının yüksək sıcaklıklı LiCl-KCl ortamında büyük ölçüde korunduğunu və adsorbsiya sonrasında yeni piklerin oluştuğunu göstərir. Yeni kristal fazın kimyəvi formülü açıqça tanımlanmamıştır.

XPS analizinde:

• Adsorpsion sonrasında yaklaşık 180 eV civarında Zr 3d sinyali oluşmuştur.
• Na 1s sinyali neredeyse tamamen kaybolmuştur.
• Ca 2p piklerinin şiddeti belirgin biçimde azalmıştır.
• O 1s spektrunda yaklaşık 530,8 eV’ta yeni bir biləşen ortaya çıkmış və Zr-O bşəbəkəına atanmıştır.

Bu bulgular, sirkoniumun yalnızca dış səthde fiziki olaraq tutulmadığını; iskelet katyonlarıyla yer değiştirdiğini və molekulyar ələk oksigenleriyle kimyəvi qarşılıqlı təsir kurduğunu dəstəkləyir.

Çok biləşenli lantanoid təcrübəi

Gerçek yakıt tuzunun karmaşıklığını kısmen temsil etmek amacıyla Zr yanında dört tipik lantanoid istifadə edilmişdir:

• Neodimyum, Nd.
• Terbiyum, Tb.
• Holmiyum, Ho.
• Tülyum, Tm.

27. sayfadaki Şekil 9 və Şekil 10’a göre bütün hedef ionların giderim nisbəti %91’in üzerinde kalmıştır. Tm, Ho və Tb üçün nisbətlar %95’i aşmıştır. SEM-EDS haritalarında Zr, Nd, Tb, Tm və Ho’nun molekulyar ələk üzerinde dşəbəkəıldığı; XPS spektrlarında bu elementlere ait yeni sinyaller oluşurken Na və Ca sinyallerinin azaldığı görülmüştür.

Bu təcrübə, 5A molekulyar eleğin birden fazla metal ionunu aynı ortamda yakalayabildiğini göstərir. Buna karşılık tədqiqat:

• İyonlar arasındaki real seçicilik katsayılarını,
• Her ion üçün ayrı adsorbsiya tutumuni,
• Aktinitler bulunduğunda rekabeti,
• Fisyon ürünlerinin tamamını,
• Korozyon və tuz biləşimi değişiminin etkisini

yoxlamamiştir.

Toplam sirkonium giderimi necə hesaplanabilir?

İki mərhələlı bir işləməde toplam giderim, ikinci mərhələnın başlangıçtaki toplam sirkoniuma değil elektrolizden sonra kalan miktara uygulanmasıyla hesaplanır:

\[ R_{\mathrm{toplam}} =1-(1-R_{\mathrm{elektroliz}}) (1-R_{\mathrm{adsorbsiya}}) \]

Elektroliz vərimi %95,83 və adsorbsiya vərimi %96 alınırsa:

\[ R_{\mathrm{toplam}} =1-(1-0{,}9583)(1-0{,}96) =0{,}998332 \]

Bu dəyər %99,8332’dir və Şekil 1’deki %99,83 dəyərine karşılık gelmektedir.

Adsorpsionun bildirilən en yüksək dəyəri olan %99,91 kullanılırsa:

\[ R_{\mathrm{toplam}} =1-(1-0{,}9583)(1-0{,}9991) =0{,}99996247 \]

Bu dəyər yaklaşık %99,996’dır və “%99,99’dan yüksək” ifadesiyle uyumludur. Ancaq en yüksək elektroliz və en yüksək adsorbsiya nəticələrinın aynı ardışık təcrübəde elde edildiği gösterilmemiştir. Şekil 9(b)’deki yaklaşık %99,39 dəyəri isə bu iki hesapla açıqlanmamaktadır.

Şekillerin temel mesajları

• Şekil 1, sayfa 5: Kuru yakıt yeniden işləmə akışı üçünde elektroliz və 5A molekulyar ələk adsorbsiyaunun ardışık kullanımını göstərir.
• Şekil 2, sayfa 11: Zn(II), Zr(IV) və Zn-Zr sistemlerinin voltametri və açıq dövrə potansiyel nəticələrinı göstərir.
• Şekil 3, sayfa 15: Zirkonyumun termodinamik parametreleri ilə Zn(II) və Zr(IV) diffuziya hesaplarını göstərir.
• Şekil 4, sayfa 17: Sabit potansiyel elektroliz ürünündeki Zn və Zn₁₄Zr fazlarını SEM-EDS, XRD və XPS ilə doğrulamaktadır.
• Şekil 5, sayfa 18: Sabit akımlı elektroliz ürününün benzer Zn-Zr biləşimini göstərir.
• Şekil 6, sayfa 20: Sıcaklık və başlangıç sirkonium miktarına bşəbəkəlı adsorbsiya eğrilərini və giderim nisbətlarını göstərir.
• Şekil 7, sayfa 23: Kinetik model uyumlarını, üç mərhələlı diffuziyau, Ca/Na-Zr değişimini və adsorbsiya öncesi-sonrası EDS haritalarını göstərir.
• Şekil 8, sayfa 25: 5A struktursının korunmasını, Na və Ca kaybını və Zr-O bşəbəkəının oluşumunu destekleyen XRD-XPS nəticələrinı göstərir.
• Şekil 9, sayfa 27: Zr və dört lantanoid üçün giderim nəticələriyla literatür müqayisəsını göstərir.
• Şekil 10, sayfa 27: Çok elementli adsorbsiya sonrasında Zr, Nd, Tb, Tm və Ho’nun dşəbəkəılımını və kimyəvi sinyallerini göstərir.

Tədqiqatnın güclü yönleri

• Elektroliz ilə adsorbsiyau aynı sıralı ayırma stratejisinde birleştirmektedir.
• Zn(II) və Zr(IV)’ün elektrokimyəvi davranışını voltametri və açıq dövrə potansiyeliyle yoxlamaktedir.
• Elektroliz ürününü SEM-EDS, XRD və XPS ilə çoklu biçimde doğrulamaktadır.
• Zirkonyumun sıcaklığa bşəbəkəlı diffuziya və termodinamik xüsusiliklerini dəyərlendirmektedir.
• Adsorpsion tutumu, giderim nisbəti və kinetik mərhələlərinı ölçmektedir.
• İyon değişimi mekanizmasını ərintiteki Ca və Na artışıyla və katı fazdaki XPS değişimleriyle dəstəkləyir.
• Tek elementli təcrübəin yanında dört lantanoid içeren karma bir sistemi de sınamaktadır.

Tədqiqatnın məhdudiyyətləri və düzeltme gerektiren noktalar

• Tədqiqat hakem dəyərlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir.
• Gerçek kullanılmış yakıt, radioaktiv əridilmiş duz və ya aktinid içeren numune kullanılmamıştır.
• Uranyum və plütonyum varlığında seçicilik gösterilmemiştir.
• Radyasyon kararlılığı təcrübəi strukturlmamıştır.
• Sürekli akış, çevrimsel kullanım və ya pilot ölçekli sistem kurulmamıştır.
• Moleküler eleğin yeniden kullanımı, regenerasiyau və kullanım sonrası atıklaştırılması incelenmemiştir.
• Elektroliz üçün 15-18 saatlik işləmə sürelerinin proses vərimliliği dəyərlendirilmemiştir.
• Enerji tüketimi və real akım vərimi ölçülmemiştir.
• Deney tekrar sayıları və istatistiksel belirsizlikler yeterince açıqlanmamışdır.
• LiCl/KCl qarışıqının tam nisbətı və bazı kütle dengesi ayrıntıları vərilməmişdir.
• Şekil S1-S2 ilə Tablo S1-S2 ana dosyada yoxdur.
• Toplam sirkonium giderimi üçün %99,39, %99,83 və %99,99’dan yüksək olmak üzere fərqli dəyərlər vərilmiştir.
• ZrCl₄ indirgenme entalpisi metin və Şekil 3(b) arasında tutarlı değildir.
• Denklem 12’de yüzde çarpanı eksiktir.
• Sözde birinci və ikinci derece kinetik modeller üçün vərilən bazı mənbəlar konuyla uyumlu görünmemektedir.
• Sonuç bölümündeki “ışınlama koşulları” ifadesi tədqiqatda strukturlan təcrübəlerle desteklenmemektedir.

Tədqiqat neyi dəstəkləyir?

Tədqiqat, Zn(II) ilə Zr(IV)’ün LiCl-KCl eriyiğinde birlikdə elektroliz edilmesiyle Zn₁₄Zr içerikli bir ürün oluşturulabildiğini və laboratoriya koşullarında sirkoniumun yaklaşık %95,83’ünün ərintiten uzaklaştırılabildiğini dəstəkləyir. Bundan əlavə 5A molekulyar eleğin kalan Zr(IV)’ü yüksək nisbətda yakalayabildiğini, Ca və Na ion mübadiləsinin bu proseste əhəmiyyətli rol oynadığını və seçilmiş lantanoidlərin de aynı adsorbent tarafından tutulabildiğini göstərir.

Tədqiqat neyi sübut etmir?

Tədqiqat, üsulun real istifadə olunmuş nüvə yanacşəbəkəıta, yoğun radiasiya altında və ya aktinidlerin bulunduğu endüstriyel bir yeniden işləmə hattında aynı vərimi sşəbəkəlayacşəbəkəını sübut etmir. %99,99’dan yüksək toplam giderimin tekrarlanabilir bir pilot proses dəyəri olduğu, 5A molekulyar eleğin sınırsız kez kullanılabiləceği, üsulun ekonomik olduğu, enerji istehlakıni azalttığı və ya oluşan sirkonium və lantanoid yüklü adsorbentın güvənle bertaraf ediləbiləceği sonucu da çıkarılamaz.

Tədqiqatnın Yöntemi və Bulguları

Deney materialleri və temel koşullar

Elektrokimyəvi təcrübəler

Adsorpsion təcrübəleri

Çok elementli təcrübəin özeti

Bu dəyərlər tek bir karma sistemin laboratoriya nəticələridır. İyon başına denge tutumu, seçicilik katsayısı və aktinidlerle rekabet ölçülmemiştir.

Ana bulguların toplu özeti

Kaynak və Yöntem Notu

Tədqiqatnın tam özgün adı:Molten salt electrolysis coupled with 5A molecular sievə high-temperature adsorption for ultra-deep removal of zirconium and lanthanides in spent fuel pyroprocessing

Yazarlar və sıraları: Zepeng Wang; Zhifeng Tu; Zhimin Dong; Zhibin Zhang; Yunhai Liu; Yingcai Wang.

Eşit katkılı müəllif bilgisi: Tədqiqatda eşit katkılı və ya ortak birinci müəllif bilgisi belirtilmemiştir.

Sorumlu müəllif: Yingcai Wang.

Kurum: National Key Laboratory of Uranium Resources Exploration-Mining and Nuclear Remote Sensing, East China Univərsity of Technology, Nanchang, 330013, Çin.

Kaynak türü: Erimiş tuz elektrokimyası, sabit potensial və sabit akım elektrolizi, yüksək sıcaklık adsorbsiyau və çoklu material karakterizasyonu içeren təcrübəsel preprint tədqiqat makalesi.

Konu alanı: Nükleer yakıt çevrimi, kullanılmış yakıtın pirometallurgik yenidən işlənməsi, əridilmiş duz elektrokimyası, sirkonium bərpaı, lantanoid ayrımı və zeolit adsorbsiyau.

Hakemlik durumu: Tədqiqat resenziyadan keçməmişdir. Yüklenen dosyanın her sayfasında preprint və hakemlik uyarısı bulunmaktadır.

Yayın platformu: SSRN.

Platform sşəbəkəlayıcısı: Elsevier SSRN Preprint Services.

SSRN qeyd numarası: 7194886.

DOI:10.2139/ssrn.7194886

Resmî bşəbəkəlantı:SSRN qeyd sayfası

Yayın yılı: 2026.

Dergi: Hakemli bir dergide yayımlandığı doğrulanmamışdır.

Özgün dergi yayınevi: Doğrulanmış bir hakemli dergi və ya dergi yayınevi yoxdur. SSRN, hakemli dergi olaraq sunulmamalıdır.

Finansman: Tədqiqat, Jiangxi Provincial Outstanding Young Scientist Fund tarafından 20252BAC220004 numaralı destekle və National Natural Science Foundation of China tarafından 22366005 numaralı destekle finanse edilmiştir.

Çıkar çatışması: Yazarlar tədqiqatyı etkiləyebiləcek bilinen bir mali çıkar və ya kişisəl ilişki bildirmemiştir.

Veri və kod çıxışı: Ana metinde açıq vəri deposu, ham vəri bşəbəkəlantısı və ya yazılım kodu paylaşımı belirtilmemiştir.

Ek bilgi sınırlaması: Ana metinde atıf strukturlan Şekil S1-S2 ilə Tablo S1-S2 yüklenen dosyada yer almır. Bu niyəle bazı voltametrik ham eğrilər, sıcaklığa bşəbəkəlı denge potansiyelleri və termodinamik ara hesaplar tam olaraq doğrulanamamıştır.

Bu Türkçe açıqlama, yüklenen tədqiqatın bütün ana metni, 10 ana şekli, 13 denklemi, elektrokimyəvi təcrübəleri, adsorbsiya vəriləri, SEM-EDS, XRD və XPS nəticələri temel alınarak hazırlanmıştır. Bilimsel içerik tədqiqatda sunulan bulgularla sınırlandırılmış; dış mənbəlar yalnızca başlık, DOI, platform və yayın durumunun bibliyoqrafik doğrulaması amacıyla istifadə edilmişdir.

Sonuçlar; təcrübəlerin real kullanılmış yakıt və ya radioaktiv tuz üzerinde strukturlmaması, aktinid seçiciliğinin sınanmaması, radiasiya və sürekli işletim təcrübəlerinin bulunmaması, tekrar-istatistik ayrıntılarının sınırlı olması və toplam giderim nisbətlarının metin ilə şəkiller arasında tutarsız vərilmesi dikkate alınarak dəyərlendirilmelidir.