Бул изилдөө, колдонулган өзөктүк отунın пирометаллургиялык кайра иштетүүsinde эритилген туз үчүнde kalan цирконий жана лантаноид иондоруnı gidermek amacıyla iki баскычlı bir ыкма теоремаktedir. İlk баскычda цирконий, çinko менен бирге электрохимиялык катары калыбына келтирилип вольфрам катод üzerinde Zn₁₄Zr интерметаллдык bмененşiği biçiminde toplanmaktadır. İkinci баскычda elektroliz sonrasında tuz үчүнde kalan Zr(IV), жогорку sıcaklığa dayanıklı 5A молекулярдык элек tarafından ион алмашуу жана көзөнөк ичиндеги диффузия yoluyla адсорбцияланат.

Sabit akımlı elektroliz экспериментinde цирконий кайтарып алуу катышı %95,83 катары билдирилген. 5A молекулярдык eleğin tek başına uygulandığı sıcaklık экспериментlerinde Zr(IV) кетирүү бардык sıcaklıklarda %96’nın üzerinde kalmış жана en жогорку баалуулук %99,91’e ulaşmıştır. Adsorpsион dengesi yaklaşık 40-50 dakika үчүнde oluşmuştur. Zirkonyum, неодим, тербий, гольмий жана тулий içeren çok bмененşenli temsili эритилген туз системанынde бардык hedef иондоруn кетирүү катышы %91’in üzerinde; Tm, Ho жана Tb үчүн болсо %95’in üzerinde bulunmuştur.

Изилдөөnın önerdiği yaklaşım, elektrolizin жогорку başlangıç derişimlerinde sтармакladığı ылдам ayırmayı, молекулярдык eleğin төмөн artık derişimlerinde sтармакladığı yakalamayla birleştirmektedir. Bu sıralı иштетүү, elektrolizin son баскычsında ион derişimi düştükçe ortaya çıkan төмөн akım маалыматmi sorununu azaltmayı amaçlamaktadır. Бирок изилдөөдө түздөн-түз энергия керектөө, proses чыгымi же elektroliz-akım маалыматmi eğrмененri берилген эмес.

Deneyler чыныгы kullanılmış yakıt, радиоактивдүү tuz же актинид içeren bir система üzerinde түзүмlmamıştır. Kullanılan ortam, ZrCl₄, ZnCl₂ жана seçilmiş лантаноиддердин eklendiği temsili LiCl-KCl eriyiğidir. Bu эмне үчүнle ыкма, чыныгы yakıt иштетүү akışında uranyum жана plütonyumdan seçici ayırma, радиация бекемдикı, sürekli işletim, адсорбент yenмененme жана endüstriyel ölçek bakımından henüz doğrulanmış değildir.

Түркия жагынан: Изилдөө; Түркияда nükleer материал kimyası, жогорку sıcaklık elektrokimyası, радиоактивдүү atık tuzlarının arıtılması, zeolit temelli ион алмашуу жана gelecekteki өзөктүк отун циклi изилдөөları açısından bilimsel öным taşımaktadır. Yaklaşımın Түркия koşullarında баалуулукlendirмененbilmesi үчүн önce радиоактивдүү olmayan temsili tuzlarla bтармакımsız лаборатория tekrarı, ardından актинид içeren lisanslı tesis экспериментleri, радиация kararlılığı, коррозия, адсорбент yenмененme, ikincil atık oluşumu, proses коопсузği жана жашоо цикли талдооleri түзүмlmalıdır. Изилдөөdan Түркияда uygulanabilir bir kullanılmış yakıt yeniden иштетүү tesisi bulunduğu, ыкмасыn mevcut mevzuata uygun болгону, ticari ölçekte ekonomik çalışacтармакı же чыныгы радиоактивдүү atığın коопсуз biçimde arıtılabмененceği sonucu түздөн-түз çıkarılamaz.

Zirkonyum эмне үчүн giderilmek istenmektedir?

Zirkonyum alaşımları, өзөктүк отун çubuklarının каптамаlarında kullanılan түзүмsal материалlerdendir. Kullanılmış yakıtın кайра иштетүүsi sırasında каптама булакlı цирконий иштетүү ortamına geçebilir. Изилдөөya göre bu цирконий, актинидlerin өзүнчөlmasını жана saflaştırılmasını zorlaştırabilir; atık tuzun bмененşimini жана uzun döным yönetimini daha karmaşık hâle getirebilir.

Erimiş tuz elektrolizi, metal иондоруnın жогорку sıcaklıktaki ионik bir ortamda elektrot üzerinde indirgenmesine dayanır. Zirkonyum derişimi yeterince жогоркуken elektroliz etkili болушу мүмкүн; бирок ион miktarı azaldıkça hedef ионun katoda ulaşma hızı düşmekte, yan tepkimelerin göreli öнымi artmakta жана akım маалыматmi azalmaktadır. Изилдөөчүлөр bu эмне үчүнle elektrolizi tek başına çok төмөн artık derişimine kadar sürdürmek yerine, elektroliz sonrasında bir адсорбция баскычsı eklemiştir.

İki баскычlı иштетүүin изилдөө ilkesi

Изилдөөnın 5. sayfasındaki Şekil 1, önerмененn иштетүүi kullanılmış yakıtın kuru кайра иштетүү akışına yerleştirmektedir. Yöntem iki temel баскычdan oluşmaktadır:

1. Elektroхимиялык кайтарып алуу: Zn(II) жана Zr(IV), LiCl-KCl eriyiğinde вольфрам катод üzerinde бирге indirgenmektedir. Çinko, цирконийla Zn₁₄Zr интерметаллдык fazı oluşturarak цирконийдин elektrot üzerinde tutulmasını kolaylaştırmaktadır.
2. Yüksek sıcaklık адсорбцияu: Elektroliz sonrasında эритмеte kalan Zr(IV), 5A молекулярдык eleğe eklenmektedir. Zr⁴⁺, eleğin түзүмsındaki Ca²⁺ жана Na⁺ иондоруyla yer değiştirmekte, көзөнөктөрe мененrlemekte жана түзүм кычкылтекleriyle Zr-O bтармакları oluşturmaktadır.

Bu yaklaşımın temel mantığı, жогорку derişimli цирконийu elektrolizle geri kazanmak жана elektrolizin маалыматmsizleştiği төмөн artık derişimini адсорбцияla gidermektir.

Deney ortamı жана elektrot системаi

Suсууz LiCl-KCl аралашмаı korindon kroze үчүнde hazırlanmış жана kalan нымi 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 жана çinko булакları катары analitik saflıkta ZrCl₄ жана ZnCl₂ колдонулган.

Erimiş tuzdaki istenmeyen elektroaktif türleri azaltmak amacıyla экспериментlerden önce −2,20 V potansiyelde iki saat ön elektroliz түзүмlmıştır. Elektroхимиялык экспериментler üç elektrotlu системаde yürütülmüştür:

• Изилдөө elektrodu: %99,99 saflıkta вольфрам tel, etkin alan 0,312 cm².
• Karşı elektrot: 4 mm çapında жогорку saflıkta grafit çubuk.
• Referans elektrot: Ag/AgCl düzeni.
• Elektroхимиялык iş istasyonu: PARSTAT 4000A.
• Temel эксперимент sıcaklığı: 773 K, yaklaşık 500 °C.

LiCl менен KCl’nin tam mol же kütle катышı ana metinde ачыкça маалыматlmemiş, yalnızca ötektik аралашма болгону белгиленген. Bu eksiklik, экспериментin birebir yeniden üretilmesini sınırlandırmaktadır.

Çinko иондоруnın электрохимиялык davranışı

Изилдөөnın 11. sayfasındaki Şekil 2(a-c), Zn(II)’nin вольфрам elektrot üzerindeki davranışını көрсөтөт. Boş LiCl-KCl системанынde yaklaşık −2,5 V’ta Li(I)/Li çiftine ait redoks sinyalleri gözlenmiştir. ZnCl₂ eklendiğinde −0,86 менен −0,63 V arasında Zn(II)’nin indirgenmesi жана metalik çinkonun yeniden жүкseltgenmesiyle ilişkмененndirмененn yeni bir pik çifti oluşmuştur.

Katodik pik akımı менен tarama hızının karekökü arasında doğrusal ilişki bulunması, Zn(II) indirgenmesinin kütle aktarımı жана диффузияla kontrol edildiği şeklinde yorumlanmıştır. Açık devre хронопотенциометрияsinde yaklaşık −0,73 V’taki plato da Zn(II)/Zn dengesine bтармакlanmıştır.

Zirkonyumun iki basamaklı indirgenmesi

ZrCl₄ eklendiğinde −1,08 менен −0,75 V arasında iki өзүнчө redoks çifti belirlenmiştir. Изилдөөчүлөр bu sinyalleri şu ardışık mekanizmayla ачыкlamaktadır:

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

İlk электрохимиялык basamak Zr(IV)/Zr(II), daha negatif potansiyeldeki ikinci basamak болсо Zr(II)/Zr(0) çiftine atanmıştır. Açık devre өлчөөлөрinde de цирконийa ait iki ardışık potansiyel platoсуу görülmesi, iki basamaklı indirgenme yorumunu desteklemiştir.

Tarama hızı экспериментlerinde katodik pik akımının tarama hızının kareköküyle doğrusal değişmesi, Zr(IV)’ün вольфрам üzerindeki indirgenmesinin de эритме үчүнdeki ион диффузияuyla kontrol edildiği şeklinde баалуулукlendirilmiştir.

Zn-Zr ortak indirgenmesi жана Zn14Zr oluşumu

Zn(II) менен Zr(IV) aynı эритмеte bulunduğunda, өзүнчө Zn жана Zr redoks sinyallerine ek катары yaklaşık −0,77 V’ta yeni bir ачык чынжыр platoсуу ortaya çıkmıştır. Bu sinyal Zn-Zr интерметаллдык fazının oluşumu жана çözünmesiyle ilişkмененndirilmiştir.

Katodik potansiyel sınırının −1,20 V менен sınırlandırılması, daha negatif potansiyelde чыныгыleşebмененcek lityum birikimini bastırmış жана Zn, Zr менен Zn-Zr türlerine ait hedef sinyallerin daha net gözlenmesini sтармакlamıştır.

Farklı sıcaklıklardaki өлчөөлөр жана Zn-Zr faz diyagramının yorumu sonucunda oluşan fazın Zn₁₄Zr болгону белгиленген. İntermetalik bмененşiğin etkinliğiyle potansiyel arasındaki ilişki şu biçimde маалыматlmiştir:

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

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

Zn₁₄Zr oluşumunun Gibbs serbest энергияsi:

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

eşitliğiyle эсептелген. Изилдөө, Zn₁₄Zr үчүн oluşum entalpisi жана entropisini sırasıyla −158,13 kJ/mol жана −15,869 J/(mol·K) катары bildirmektedir. Hesabın ara potansiyel маанилерi Tablo S1’de bulunduğu үчүн ana dosya üzerinden yeniden hesaplama түзүмlamamaktadır.

Zirkonyumun termodinamik маанилерi

Zr(IV)/Zr(II) çiftinin görünür standart potansiyeli sıcaklığa bтармакlı катары şu ilişkiyle маалыматlmiştir:

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

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

Termodinamik hesaplarda:

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

жана

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

ilişkмененri колдонулган. Metin, ZrCl₄ indirgenmesi үчүн entalpi değişimini −647,306 kJ/mol жана entropi değişimini −177,900 J/(mol·K) катары жанаrmektedir. Бирок 15. sayfadaki Şekil 3(b)’de doğrunun kesişim баалуулукi yaklaşık −673,306 kJ/mol görünmektedir. Bu эмне үчүнle entalpi баалуулукinin metin жана график arasında doğrulanması gerekir.

Difüzyon katsayıları кантип эсептелген?

Zn(II) жана Zr(IV) үчүн диффузия katsayıları, çözünür-çözünmez türlerin voltametrik davranışında kullanılan Berzins-Delahay eşitliğiyle эсептелген:

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

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

Sıcaklığa bтармакlı диффузия katsayıları Arrhenius eşitliğiyle баалуулукlendirilmiştir:

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

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

Şekil S1 жана Şekil S2 ana dosyada bulunmadığından ар башка sıcaklık жана tarama hızlarındaki бардык ham voltamogramlar bтармакımsız катары inceleнымemiştir.

Sabit potansiyel elektrolizi

Zn₁₄Zr oluşumunu валидацияk amacıyla 773 K’de −0,80 V туруктуу потенциалde 15 saat elektroliz түзүмlmıştır. Изилдөөnın 17. sayfasındaki Şekil 4’te:

• SEM-EDS haritalarında Zn жана Zr’nin elektrot бетinde dтармакıldığı,
• XRD deseninde metalik Zn жана Zn₁₄Zr piklerinin bulunduğu,
• XPS өлчөөлөрinde Zn 2p менен Zr 3d sinyallerinin görüldüğü

билдирилген. Bu üç ыкма бирге, elektrot üzerinde Zn₁₄Zr içerikli bir ürün oluştuğunu колдойт.

Sabit akımlı elektroliz жана %95,83 кайтарып алуу

İkinci эксперимент 773 K’de, 100 mA sabit akımla 18 saat yürütülmüştür. 18. sayfadaki Şekil 5’teki SEM-EDS, XRD жана XPS натыйжалары da Zn менен Zn₁₄Zr içeren elektroliz ürününü көрсөтөт.

Elektroliz öncesi жана sonrası эритмеteki цирконий miktarı ICP-OES менен ölçülmüş жана орточо цирконий кайтарып алууı %95,83 катары билдирилген. Муну менен бирге:

• Tekrar sayısı түшүндүрүлгөн эмес.
• Standart ийилүү же güжанаn aralığı берилген эмес.
• Akım маалыматminin zaman үчүнdeki değişimi gösterilmemiştir.
• Elektrik энергияsi tüketimi ölçülmemiştir.
• Katottaki toplam Zn-Zr kütlesiyle эритме талдоосуnin tam kütle dengesi берилген эмес.

Bu эмне үчүнle %95,83 баалуулукi изилдөөнүн эксперимент koşulları үчүн маанилүү bir натыйжаtur; бирок prosesin энергия маалыматmi же ölçeklenebilirliği hakkında tek başına yeterli değildir.

5A молекулярдык элекle жогорку sıcaklık адсорбцияu

Adsorpsион экспериментlerinde 6 g önceden kurutulmuş 5A молекулярдык элек эритилген тузa eklenmiş жана система 110 rpm hızla karıştırılmıştır. Belirli zamanlarda üst fazdan örnek alınmış, tartılmış, sabit hacme seyreltilmiş жана metal ион derişimleri ICP-OES менен ölçülmüştür.

Adsorpsион кубаттуулугу şu eşitlikle эсептелген:

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

Burada \(C_0\) жана \(C\), эритилген тузdaki başlangıç жана son metal derişimlerini; \(v\), örnek же çөзгөчөti kütlesini; \(m\), адсорбент kütlesini; \(Q\) болсо mg/g cinsinden adsorplanan miktarı ifade etmektedir.

Giderim катышı изилдөөдө:

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

катары yazılmıştır. Sonucun yüzde biçiminde маалыматlmesi үчүн eşitliğin \(100\) менен çarpılması gerekir:

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

Sıcaklığın адсорбцияa etkisi

773, 798, 823 жана 848 K sıcaklıklarında түзүмlan экспериментler, başlangıçta ылдам жана sonrasında жайlayan bir адсорбция eğrisi көрсөткөн. Denge yaklaşık 40 dakika үчүнde oluşmuştur.

5A молекулярдык eleğin Zr(IV) кетирүү маалыматmi бардык sıcaklıklarda %96’nın üzerinde kalmış, en жогорку баалуулук %99,91 olmuştur. Изилдөө sıcaklığın адсорбция üzerinde belirgin bir etkisi bulunmadığını belirtmektedir. Бирок bu баалуулукlendirmeyi destekleyen istatistiksel anlamlılık тестi же вариация талдоосу берилген эмес.

Başlangıç цирконий miktarının etkisi

Başlangıç Zr(IV) деңгээлi 1,831 менен 6,435 mg/g arasında değiştirilmiştir. Bütün экспериментlerde dengeye yaklaşık 50 dakika үчүнde ulaşılmıştır.

Bu seri үчүнde en жогорку кетирүү катышы %98,62 катары маалыматlmiştir. Adsorpsион кубаттуулугуnin başlangıç цирконий miktarıyla yaklaşık doğrusal artması, incelenen aralıkta молекулярдык eleğin doygunluğa ulaşmadığı şeklinde yorumlanmıştır.

Бирок эритилген тузun toplam kütlesi жана эксперимент kabındaki tam материал dengesi ачыкlanmadığından кубаттуулук hesabının бардык ara adımları ana metinden yeniden oluşturulamamaktadır.

Adsorpsион kinetiği

Deney маалыматleri sözde birinci derece, sözde ikinci derece жана Weber-Morris көзөнөк ичиндеги диффузия модельleriyle баалуулукlendirilmiştir. Sözde ikinci derece модельin бардык başlangıç derişimlerinde daha жогорку R² баалуулукine sahip болгону билдирилген. Изилдөөчүлөр bunu химиялык адсорбцияun hız belirleyici болгону biçiminde yorumlamıştır.

Муну менен бирге, yalnızca bir kinetik модельin daha жогорку R² жанаrmesi mekanizmayı tek başına далилдебейт. Изилдөөdaki ион derişimi, XPS жана EDS bulguları ион алмашуу yorumunu өзүнчөca колдойт.

Weber-Morris модельinde:

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

eşitliği колдонулган. Burada \(k_i\), көзөнөк ичиндеги диффузия hız sabitini; \(C\), sınır tabakası etkisini ifade etmektedir.

Adsorpsион üç баскычlı катары yorumlanmıştır:

1. Zr(IV)’ün молекулярдык eleğin dış бетindeki etkin bölgelere ылдам bтармакlanması.
2. İyonların көзөнөк тармакı үчүнe мененrlediği daha жай көзөнөк ичиндеги диффузия.
3. İç bölgelerin dolmasıyla hızın düştüğü denge баскычsı.

İyon değişimi mekanizması

5A молекулярдык eleğin iskeletinde жүк dengeleyici Ca²⁺ жана Na⁺ иондору bulunmaktadır. Adsorpsион sırasında эритмеteki Zr(IV) derişimi hızla azalırken Ca(II) жана Na(I) derişimleri artmıştır. Bu ters yönlü değişim, Zr⁴⁺ иондоруnın молекулярдык элек үчүнdeki Ca²⁺ жана Na⁺ иондоруyla yer değiştirdiği yorumunu колдойт.

23. sayfadaki Şekil 7’de адсорбция sonrası:

• Zr’nin молекулярдык элек parçacığı üzerinde dтармакıldığı,
• Ca sinyalinin belirgin biçimde azaldığı,
• Na sinyalinin tespit edмененmeyecek деңгээлe indiği,
• молекулярдык элек parçacıklarının жалпы морфологияsini koruduğu

gösterilmektedir.

XRD жана XPS bulguları

25. sayfadaki Şekil 8, ар башка sıcaklık жана цирконий miktarlarında иштетүү gören 5A молекулярдык eleğin XRD desenlerini жана XPS спектрlarını көрсөтөт.

XRD натыйжалары, ana 5A kristal түзүмsının жогорку sıcaklıklı LiCl-KCl ortamında büжүк ölçüde korunduğunu жана адсорбция sonrasında yeni piklerin oluştuğunu көрсөтөт. Yeni kristal fazın химиялык formülü ачыкça tanımlanmamıştır.

XPS талдоосуnde:

• Adsorpsион sonrasında yaklaşık 180 eV civarında Zr 3d sinyali oluşmuştur.
• Na 1s sinyali neredeyse tamamen kaybolmuştur.
• Ca 2p piklerinin şiddeti belirgin biçimde azalmıştır.
• O 1s спектрunda yaklaşık 530,8 eV’ta yeni bir bмененşen ortaya çıkmış жана Zr-O bтармакına atanmıştır.

Bu bulgular, цирконийдин yalnızca dış бетde физикалык катары tutulmadığını; iskelet katyonlarıyla yer değiştirdiğini жана молекулярдык элек кычкылтекleriyle химиялык өз ара аракеттенүү kurduğunu колдойт.

Çok bмененşenli лантаноид экспериментi

Gerçek yakıt tuzunun karmaşıklığını kısmen temsil etmek amacıyla Zr yanında dört tipik лантаноид колдонулган:

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

27. sayfadaki Şekil 9 жана Şekil 10’a göre бардык hedef иондоруn кетирүү катышы %91’in üzerinde kalmıştır. Tm, Ho жана Tb үчүн катышlar %95’i aşmıştır. SEM-EDS haritalarında Zr, Nd, Tb, Tm жана Ho’nun молекулярдык элек üzerinde dтармакıldığı; XPS спектрlarında bu elementlere ait yeni sinyaller oluşurken Na жана Ca sinyallerinin azaldığı görülmüştür.

Bu эксперимент, 5A молекулярдык eleğin birden fazla metal ионunu aynı ortamda yakalayabildiğini көрсөтөт. Buna karşılık изилдөө:

• İyonlar arasındaki чыныгы тандоочулук katsayılarını,
• Her ион үчүн өзүнчө адсорбция кубаттуулугуni,
• Aktinitler bulunduğunda rekabeti,
• Fisyon ürünlerinin tamamını,
• Korozyon жана tuz bмененşimi değişiminin etkisini

текшерүүmiştir.

Toplam цирконий кетирүү кантип hesaplanabilir?

İki баскычlı bir иштетүүde toplam кетирүү, ikinci баскычnın başlangıçtaki toplam цирконийa değil elektrolizden sonra kalan miktara uygulanmasıyla hesaplanır:

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

Elektroliz маалыматmi %95,83 жана адсорбция маалыматmi %96 alınırsa:

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

Bu баалуулук %99,8332’dir жана Şekil 1’deki %99,83 баалуулукine karşılık gelmektedir.

Adsorpsионun bildirмененn en жогорку баалуулукi olan %99,91 kullanılırsa:

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

Bu баалуулук yaklaşık %99,996’dır жана “%99,99’dan жогорку” ifadesiyle uyumludur. Бирок en жогорку elektroliz жана en жогорку адсорбция натыйжаларыnın aynı ardışık экспериментde elde edildiği gösterilmemiştir. Şekil 9(b)’deki yaklaşık %99,39 баалуулукi болсо bu iki hesapla ачыкlanmamaktadır.

Şekillerin temel mesajları

• Şekil 1, sayfa 5: Kuru yakıt yeniden иштетүү akışı үчүнde elektroliz жана 5A молекулярдык элек адсорбцияunun ardışık kullanımını көрсөтөт.
• Şekil 2, sayfa 11: Zn(II), Zr(IV) жана Zn-Zr системаlerinin voltametri жана ачык чынжыр potansiyel натыйжаларыnı көрсөтөт.
• Şekil 3, sayfa 15: Zirkonyumun termodinamik parametreleri менен Zn(II) жана Zr(IV) диффузия hesaplarını көрсөтөт.
• Şekil 4, sayfa 17: Sabit potansiyel elektroliz ürünündeki Zn жана Zn₁₄Zr fazlarını SEM-EDS, XRD жана XPS менен валидацияktadır.
• Şekil 5, sayfa 18: Sabit akımlı elektroliz ürününün benzer Zn-Zr bмененşimini көрсөтөт.
• Şekil 6, sayfa 20: Sıcaklık жана başlangıç цирконий miktarına bтармакlı адсорбция eğrмененrini жана кетирүү катышlarını көрсөтөт.
• Şekil 7, sayfa 23: Kinetik модель uyumlarını, üç баскычlı диффузияu, Ca/Na-Zr değişimini жана адсорбция öncesi-sonrası EDS haritalarını көрсөтөт.
• Şekil 8, sayfa 25: 5A түзүмsının korunmasını, Na жана Ca kaybını жана Zr-O bтармакının oluşumunu destekleyen XRD-XPS натыйжаларыnı көрсөтөт.
• Şekil 9, sayfa 27: Zr жана dört лантаноид үчүн кетирүү натыйжаларыyla literatür салыштырууsını көрсөтөт.
• Şekil 10, sayfa 27: Çok elementli адсорбция sonrasında Zr, Nd, Tb, Tm жана Ho’nun dтармакılımını жана химиялык sinyallerini көрсөтөт.

Изилдөөnın күчтүү yönleri

• Elektroliz менен адсорбцияu aynı sıralı ayırma stratejisinde birleştirmektedir.
• Zn(II) жана Zr(IV)’ün электрохимиялык davranışını voltametri жана ачык чынжыр potansiyeliyle текшерүүktedir.
• Elektroliz ürününü SEM-EDS, XRD жана XPS менен çoklu biçimde валидацияktadır.
• Zirkonyumun sıcaklığa bтармакlı диффузия жана termodinamik өзгөчөliklerini баалуулукlendirmektedir.
• Adsorpsион кубаттуулугу, кетирүү катышы жана kinetik баскычтарыnı ölçmektedir.
• İyon değişimi mekanizmasını эритмеteki Ca жана Na artışıyla жана katı fazdaki XPS değişimleriyle колдойт.
• Tek elementli экспериментin yanında dört лантаноид içeren karma bir системаi de sınamaktadır.

Изилдөөnın чектөөлөрү жана düzeltme gerektiren noktalar

• Изилдөө hakem баалуулукlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir.
• Gerçek kullanılmış yakıt, радиоактивдүү эритилген туз же актинид içeren numune kullanılmamıştır.
• Uranyum жана plütonyum varlığında тандоочулук gösterilmemiştir.
• Radyasyon kararlılığı экспериментi түзүмlmamıştır.
• Sürekli akış, циклsel kullanım же pilot ölçekli система kurulmamıştır.
• Moleküler eleğin yeniden kullanımı, регенерацияu жана kullanım sonrası atıklaştırılması incelenmemiştir.
• Elektroliz үчүн 15-18 saatlik иштетүү sürelerinin proses маалыматmliliği баалуулукlendirilmemiştir.
• Enerji tüketimi жана чыныгы akım маалыматmi ölçülmemiştir.
• Deney tekrar sayıları жана istatistiksel belirsizlikler yeterince түшүндүрүлгөн эмес.
• LiCl/KCl аралашмаının tam катышı жана bazı kütle dengesi өзүнчөntıları берилген эмес.
• Şekil S1-S2 менен Tablo S1-S2 ana dosyada жок.
• Toplam цирконий кетирүү үчүн %99,39, %99,83 жана %99,99’dan жогорку olmak üzere ар башка маанилер маалыматlmiştir.
• ZrCl₄ indirgenme entalpisi metin жана Şekil 3(b) arasında tutarlı değildir.
• Denklem 12’de yüzde çarpanı eksiktir.
• Sözde birinci жана ikinci derece kinetik модельler үчүн маалыматlen bazı булакlar konuyla uyumlu görünmemektedir.
• Sonuç bölümündeki “ışınlama koşulları” ifadesi изилдөөдө түзүмlan экспериментlerle desteklenmemektedir.

Изилдөө neyi колдойт?

Изилдөө, Zn(II) менен Zr(IV)’ün LiCl-KCl eriyiğinde бирге elektroliz edilmesiyle Zn₁₄Zr içerikli bir ürün oluşturulabildiğini жана лаборатория koşullarında цирконийдин yaklaşık %95,83’ünün эритмеten uzaklaştırılabildiğini колдойт. Мындан тышкары 5A молекулярдык eleğin kalan Zr(IV)’ü жогорку катышda yakalayabildiğini, Ca жана Na ион алмашууnin bu процессte маанилүү rol oynadığını жана seçilmiş лантаноиддердин de aynı адсорбент tarafından tutulabildiğini көрсөтөт.

Изилдөө neyi далилдебейт?

Изилдөө, ыкмасыn чыныгы колдонулган өзөктүк отунta, yoğun радиация altında же актинидlerin bulunduğu endüstriyel bir yeniden иштетүү hattında aynı маалыматmi sтармакlayacтармакını далилдебейт. %99,99’dan жогорку toplam кетирүүn tekrarlanabilir bir pilot proses баалуулукi болгону, 5A молекулярдык eleğin sınırsız kez kullanılabмененceği, ыкмасыn ekonomik болгону, энергия керектөөni azalttığı же oluşan цирконий жана лантаноид жүкlü адсорбентın güжанаnle bertaraf edмененbмененceği sonucu da çıkarılamaz.

Изилдөөnın Yöntemi жана Bulguları

Deney материалleri жана temel koşullar

Elektroхимиялык экспериментler

Adsorpsион экспериментleri

Çok elementli экспериментin özeti

Bu маанилер tek bir karma системанын лаборатория натыйжаларыdır. İyon başına denge кубаттуулугу, тандоочулук katsayısı жана актинидlerle rekabet ölçülmemiştir.

Ana bulguların toplu özeti

Kaynak жана Yöntem Notu

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

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

Eşit katkılı автор bilgisi: Изилдөөda eşit katkılı же ortak birinci автор bilgisi belirtilmemiştir.

Sorumlu автор: Yingcai Wang.

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

Kaynak türü: Erimiş tuz elektrokimyası, туруктуу потенциал жана sabit akım elektrolizi, жогорку sıcaklık адсорбцияu жана çoklu материал karakterizasyonu içeren экспериментsel preprint изилдөө makalesi.

Konu alanı: Nükleer yakıt циклi, kullanılmış yakıtın пирометаллургиялык кайра иштетүүsi, эритилген туз elektrokimyası, цирконий кайтарып алууı, лантаноид өзүнчөmı жана zeolit адсорбцияu.

Hakemlik durumu: Изилдөө рецензиядан өткөн эмес. Yüklenen dosyanın her sayfasında preprint жана hakemlik uyarısı bulunmaktadır.

Yayın platformu: SSRN.

Platform sтармакlayıcısı: Elsevier SSRN Preprint Services.

SSRN жазуу numarası: 7194886.

DOI:10.2139/ssrn.7194886

Resmî байланыш:SSRN жазуу sayfası

Yayın yılı: 2026.

Dergi: Hakemli bir dergide yayımlandığı тастыкталган эмес.

Özgün dergi yayınevi: Doğrulanmış bir hakemli dergi же dergi yayınevi жок. SSRN, hakemli dergi катары сууnulmamalıdır.

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

Çıkar çatışması: Yazarlar изилдөөyı etkмененyebмененcek bilinen bir mali çıkar же kişболсоl ilişki bildirmemiştir.

Veri жана кодго жетүү: Ana metinde ачык маалымат depoсуу, ham маалымат байланышsı же yazılım kodu paylaşımı belirtilmemiştir.

Ek bilgi sınırlaması: Ana metinde atıf түзүмlan Şekil S1-S2 менен Tablo S1-S2 жүкlenen dosyada орун алган эмес. Bu эмне үчүнle bazı voltametrik ham eğrмененr, sıcaklığa bтармакlı denge potansiyelleri жана termodinamik ara hesaplar tam катары doğrulanamamıştır.

Bu Türkçe ачыкlama, жүкlenen изилдөөнүн бардык ana metni, 10 ana şekli, 13 denklemi, электрохимиялык экспериментleri, адсорбция маалыматleri, SEM-EDS, XRD жана XPS натыйжалары temel alınarak hazırlanmıştır. Bilimsel içerik изилдөөдө сууnulan bulgularla sınırlandırılmış; dış булакlar yalnızca başlık, DOI, platform жана yayın durumunun bibliyoграфик валидацияsı amacıyla колдонулган.

Sonuçlar; экспериментlerin чыныгы kullanılmış yakıt же радиоактивдүү tuz üzerinde түзүмlmaması, актинид seçiciliğinin sınanmaması, радиация жана sürekli işletim экспериментlerinin bulunmaması, tekrar-istatistik өзүнчөntılarının sınırlı olması жана toplam кетирүү катышlarının metin менен сүрөтler arasında tutarsız маалыматlmesi dikkate alınarak баалуулукlendirilmelidir.