ВЗАЄМОДІЯ Н(D,Т)О З МІНЕРАЛЬНИМИ АДСОРБЕНТАМИ У СТАЦІОНАРНИХ СИСТЕМАХ

ПУШКАРЬОВ, О., СЕВРУК, І., ЗУБКО, О., ДОЛІН, В., ДЕМІХОВ, Ю., СКРИПКІН, В. (2025). INTERACTION OF H(D,T)O WITH MINERAL ADSORBENTS IN STATIONARY SYSTEMS. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 1(104), 49–54. https://doi.org/10.17721/1728-2713.104.06

Вступ. Теоретичною базою експериментів є уявлення, що значні адсорбційні властивості шаруватих силікатів монтморилонітової і палигорськітової груп та кліноптилоліту з розвинутою питомою поверхнею внаслідок динамічного характеру адсорбційно-десорбційних процесів за рахунок кінетичних ізотопних ефектів можуть забезпечити пріоритетне утримання біля адсорбційних поверхонь мінеральних частинок більш інерційних гідроксидних груп ОT–.  
Методи. Для експериментів було використано: черкаський бентоніт із вмістом монтморилоніту 75 % (далі монтморилоніт), варварівській сапоніт та сокирницький кліноптилоліт. Експерименти виконувалися у стаціонарному режимі в герметично закритих ємностях (двофазна водно-мінеральна система). 
Результати. За перші 7 діб взаємодії водної і мінеральної фаз питома активність тритію в робочому розчині зменшилася на 31,8–69,5 %. У подальшому протягом 92 діб взаємодії водного розчину Н(D,Т)О з мінеральними адсорбентами зміна питомої активності тритію не перевищувала 2–4%. Одночасно протягом цього часу вихідна концентрація дейтерію у робочому розчині Н(D,Т)О двофазних водно-мінеральних систем зменшилася лише на 0,8–14 % з коливанням від 0,0066 до 0,0408 %. За час експерименту у закритих водно-мінеральних системах відбувся частковий міжфазовий перерозподіл вихідного запасу ізотопів водню, який налічувався в початковому робочому розчині Н(D,Т)О. У процесі адсорбційного поглинання розчину мінеральними адсорбентами відбулося заміщення вихідної вологи в мінеральній фазі на Н(D,Т)О та збільшення в них вмісту ізотопів водню. Вміст тритію в адсорбаті залежно від мінерального типу адсорбенту збільшився на 31,8–69,5 %. Вміст дейтерію збільшився на 10,1–48,6 %, що було зумовлено різною адсорбційною ємністю мінеральних адсорбентів. Адсорбція робочого розчину Н(D,Т)О мінеральними адсорбентами супроводжувалася фракціонуванням важких ізотопів водню.  
Висновки. У результаті взаємодії розчину Н(D,Т)О з мінеральними адсорбентами кінетичні ізотопні ефекти зумовили пріоритетне утримання більш інерційних гідроксидних ОT–- груп, ніж OD–- груп біля адсорбційної поверхні мінеральних частинок. Як наслідок – у стаціонарних водно-мінеральних системах відбулося міжфазове фракціонування важких ізотопів водню. Коефіцієнти міжфазового фракціонування тритію дорівнюють від α = 1,26 для палигорськіту до α = 2,96 для кліноптилоліту. Для дейтерію цей показник дорівнює від α = 0,89 для кліноптилоліту до α = 1,10 для сапоніту.