NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG K2FeO4 ĐỂ LOẠI BỎ CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ CÓ TRONG NƯỚC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ NGUYỄN PHẠM TƯỜNG MINH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG K2FeO4 ĐỂ LOẠI BỎ CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ CÓ TRONG NƯỚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TP Hồ Chí Minh – Tháng năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG K2FeO4 ĐỂ LOẠI BỎ CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ CÓ TRONG NƯỚC Giảng viên hướng dẫn : TS Lê Công Hảo Sinh viên thực : Nguyễn Phạm Tường Minh Ngành : Vật lý học MSSV : K39.105.093 TP Hồ Chí Minh – Tháng năm 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt khóa luận này, cố gắng thân, nhận nhiều quan tâm giúp đỡ từ nhiều người Tôi xin chân thành gửi lòng tri ân đến: Gia đình, bạn bè, người sát cánh ủng hộ hết mình, cho thêm động lực để hoàn thành khóa luận Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Lê Công Hảo, người trực tiếp hướng dẫn Tôi học hỏi nhiều Thầy không tinh thần làm việc nghiêm túc, trách nhiệm mà nhiệt tình, tâm lý sinh viên Khi bắt đầu thực hiện, kiến thức mà có ỏi, có chỗ hiểu sai, Thầy bước dẫn, bổ sung cho thiếu hay chưa rõ Ngoài ra, Thầy hỗ trợ cung cấp, chỉnh sửa cho máy móc, trang thiết bị để phục vụ cho việc nghiên cứu Thầy Nguyễn Văn Đông, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh, hỗ trợ cho có hóa chất cần thiết Thầy Trần Thiện Thanh, Trưởng phòng thí nghiệm Hạt Nhân, quý Thầy Cô Bộ môn Vật lý Hạt nhân, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh, tạo điều kiện tốt để yên tâm nghiên cứu Thầy Hoàng Đức Tâm, Phó trưởng khoa Vật lý, Trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh, hướng dẫn nhóm bạn tham gia Nghiên cứu Khoa học năm học 2015 - 2016 để có nhận thức việc nghiên cứu, bổ sung kinh nghiệm hoàn thành khóa luận Quý Thầy Cô Hội đồng dành thời gian đọc góp ý để khóa luận hoàn thiện Và cuối xin cảm ơn quý Thầy Cô Bộ môn Vật lý Hạt nhân, Trường Đại Học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh, truyền đạt tảng kiến thức, tạo sở cho hoàn thành khóa luận tốt nghiệp, chuẩn bị hành trang vào đời Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng năm 2017 i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC .ii DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC CÁC BẢNG v MỞ ĐẦU CHƯƠNG CƠ SỞ VẬT LÝ – HÓA HỌC VỀ URANIUM, K2FeO4 VÀ HỆ ĐO GEIGER - MULLER 1.1 Đối tượng nghiên cứu 1.1.1 Uranium 1.1.1.1 Lịch sử 1.1.1.2 Tính chất hóa - lý .5 1.1.1.3 Ứng dụng .7 1.1.1.4 Tác hại 1.1.2 Kali ferrat 1.1.2.1 Tính chất gốc ferrat - Fe(VI) .8 1.1.2.2 Tổng hợp kali ferrat (K2FeO4) 10 1.2 Hệ đo xạ 13 1.2.1 Máy đếm xạ 13 1.2.2 Ống đếm Geiger-Muller 14 1.2.2.1 Detector chứa khí 14 1.2.2.2 Vùng Geiger - Muller 15 CHƯƠNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP K2FeO4 VÀ THỰC NGHIỆM LOẠI BỎ URANI TRONG MẪU DUNG DỊCH 17 2.1 Quy trình tạo K2FeO4 phương pháp điện phân 17 2.1.1 Chuẩn bị hóa chất – dụng cụ 17 2.1.2 Quy trình điện phân 17 2.2 Quy trình tạo K2FeO4 phương pháp khô 21 2.2.1 Chuẩn bị hóa chất – dụng cụ 21 ii 2.2.2 Quy trình thực 22 2.3 Quy trình loại bỏ chất phóng xạ khỏi dung dịch 24 2.3.1 Phản ứng hóa học 24 2.3.2 Quy trình thực 24 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT LOẠI CHẤT PHÓNG XẠ RA KHỎI DUNG DỊCH 27 3.1 Kết 27 3.2 Đánh giá 29 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 36 iii DANH MỤC HÌNH ẢNH Diễn giải STT Hình Trang 1.1 Chuỗi phân rã U-235 1.2 Chuỗi phân rã U-238 1.3 Cấu trúc nguyên tử Kali ferrat 1.4 Mô hình điện phân sắt (anot) dung dịch kiềm 12 1.5 Sơ đồ khối mô tả nguyên tắc hoạt động hệ đếm xạ 13 1.6 Sơ đồ ống đếm khí 14 1.7 Sự thay đổi độ cao xung điện áp thay đổi 15 2.1 Mô hình điện phân màu tím muối ferrat 18 2.2 Dung dịch sau điện phân cho qua ống lọc 18 10 2.3 Hòa tan KOH dạng rắn vào dung dịch sau lọc 19 11 2.4 Máy ly tâm 12 ống PTN 19 12 2.5 Sấy kết tủa đèn hồng ngoại 20 13 2.6 Sản phẩm thu sau sấy khô 20 14 2.7 Sản phẩm thu trình điện phân dung 21 dịch KOH 15 2.8 Sản phẩm thu đốt bột Fe KNO3 22 16 2.9 K2FeO4 thu sau ray 23 17 2.10 Màu tím K2FeO4 xuất cho vào nước 23 18 2.11 Dung dịch K2FeO4 có nồng độ theo thứ tự 0,1M; 25 0,01M 0,001M 19 2.12 Ống đếm G-M PTN hạt nhân trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên ĐHQG TpHCM iv 26 DANH MỤC CÁC BẢNG Stt Bảng Diễn giải 3.1 Số đếm/giây ghi nhận tỉ lệ 1:20 27 3.2 Số đếm/giây ghi nhận tỉ lệ 1:10 28 3.3 Phần trăm hoạt độ chất phóng xạ giảm 29 v Trang MỞ ĐẦU Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, khu xí nghiệp, nhà máy mọc lên ngày nhiều, kèm tác hại gây ô nhiễm môi trường sống Trái Đất Một nguồn cung cấp nước uống sạch, an toàn điều cần thiết cho sức khỏe người động vật Ở khu đô thị, hộ dân sử dụng nước từ hệ thống nhà máy lọc nên nước phải kiểm định để đảm bảo an toàn cho người dùng Ngược lại, khu vực nông thôn, hệ thống nước giếng lại nguồn nước phục vụ cho đời sống người dân, trồng vật nuôi Hơn nữa, theo tổ chức Y tế Thế giới (WHO) có tỷ người không cung cấp đủ nước sinh hoạt Chính chưa xử lý nên nước chứa nhiều loại vi sinh vật hàm lượng lớn chất gây nguy hiểm cho sức khỏe người, chí gây tử vong uống phải nước nhiễm đồng vị phóng xạ tự nhiên nhân tạo Đã có nhiều phương pháp xử lý nước ứng dụng nhằm cải thiện nguồn nước cách dùng hóa chất triển khai mạnh mẽ Chẳng hạn sử dụng Clo để lọc nước cách mà biết lại ngưới biết có số loại vi sinh vật miễn nhiễm với Clo, mức độ tẩy không cao, đồng thời quan trọng sản phẩm Clo tạo ra, ví dụ Trihalomethanes (3 nguyên tử Hydro khí CH4 bị thay nguyên tử Halogen – Clo) lại chất gây ung thư [9] Vào năm 1996, Delaude Laszlo [10] nghiên cứu tìm chất mới, gọi ferrat (Fe(VI)), chất oxy hóa mạnh phản ứng với chất gây ô nhiễm xảy nhanh kèm theo hình thành sản phẩm phụ Fe(III) không độc hại, không gây đột biến ung thư… Sự oxy hóa Fe(VI) phụ thuộc vào độ pH môi trường, độ pH thấp tốc độ phản ứng xảy nhanh Fe(VI) cho thấy tính khử trùng tốt vô hiệu hóa nhiều loại vi sinh vật liều lượng thấp Do đó, ứng dụng trình làm nước xử lý nước thải [11] Ngày nay, nhu cầu nghiên cứu áp dụng Vật lý hạt nhân ngày sâu rộng Đặc biệt, việc đánh giá liều phóng xạ môi trường hay ảnh hưởng xạ lên môi trường sức khỏe người vấn đề thu hút nghiên cứu nhà khoa học Đáng ý gần nhất, năm 2011, vụ nổ nhà máy điện hạt nhân Fukushima Nhật Bản gây chấn động dư luận hậu để lại không nhỏ Xử lý nguồn nước chứa lượng phóng xạ khổng lồ lưu trữ nhà máy điện sau cố thách thức lớn nhà khoa học quyền Nhật Bản nói riêng giới nói chung Năm 2016, Masashi Kato cộng [13] lấy mẫu nước giếng Kabul, Afghanistan phát urani chiếm khoảng 19,4% tổng số 227 mẫu kiểm tra, số vượt qua giá trị cho phép Tổ chức Y tế giới WHO Đồng thời, Masashi đề xuất phương án sử dụng hợp chất magie – sắt (Mg – Fe) để loại bỏ urani tự nhiên có nước Kabul Sang năm 2017, Bajwa B.S cộng [7] tiến hành lấy 498 mẫu nước SW-Punjab, Ấn Độ với mục đích khảo sát hàm lượng urani có nước ngầm dùng để uống xác định mức độ ảnh hưởng Thông qua tính toán, Bajwa thu lượng urani 498 mẫu dao động khoảng 0,5 – 579g/l Tính trung bình khoảng 73,5g/l, số vượt qua ngưỡng khuyến cáo an toàn WHO Trên hai ví dụ điển hình tình trạng đáng báo động lượng urani có nước, đặt yêu cầu cấp thiết cần phải tìm cách làm giảm bớt lượng urani Chính lẽ đó, tiến hành thực nghiên cứu, áp dụng phương pháp vật lý hạt nhân thực nghiệm kết hợp phương pháp hóa phóng xạ với mục đích sử dụng kali ferrat (K2FeO4) để loại bỏ đồng vị phóng xạ có nước Đối tượng nghiên cứu ban đầu khóa luận urani mẫu dung dịch chuẩn uranyl nitrate (UO2(NO3)2) Để hỗ trợ cho việc nghiên cứu, sử dụng ống đếm Geiger-Muller Phòng thí nghiệm chuyên đề Vật lý Hạt nhân, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh Nội dung khóa luận bao gồm ba chương:  Chương trình bày sở vật lý – hóa học chất phóng xạ urani kali ferrat (K2FeO4) Các phương pháp nghiên cứu để tổng hợp nên K2FeO4; ống đếm Geiger-Muller trình bày  Chương trình bày rõ quy trình tổng hợp K2FeO4 mà thực hiện, đồng thời bước tiến hành đo lấy số liệu thực nghiệm  Chương trình bày kết ghi nhận đánh giá hiệu suất K2FeO4 loại bỏ urani khỏi dung dịch  Dụng cụ  Cân điện tử  Đèn khò  Chài, cối  Ray 2.2.2 Quy trình thực a Cân khối lượng bột KNO3 bột sắt với tỉ lệ 1:1 (12g KNO3 : 12g Fe) b Vì nhiệt độ nóng chảy sắt cao nên cho lớp bột KNO3 vào đĩa đất trước, sau cho bột sắt nằm lên Mục đích việc có nhiệt từ lửa máy khò, sắt nóng chảy, chắn KNO3 hóa lỏng hai chất phản ứng với Tránh trường hợp, KNO3 nằm nóng chảy mà sắt lớp chưa nhận đủ nhiệt để nóng chảy Hình 2.8 Sản phẩm thu đốt bột Fe KNO3 c Bật máy khò nhiệt lên làm nóng chảy Fe KNO3 đĩa để phản ứng xảy ra, bước cần cẩn thận lửa từ máy khò nhiệt độ cao Sau thời gian, hỗn hợp nguội đi, ta thu chất rắn màu đen hình 2.8 22 d Dùng chày cối để giả nhuyễn hợp chất rắn thành dạng bột Dùng ray có kích thước khác để ray lại cho bột chất mịn hình 2.9 Bước nhằm đảm bảo kích thước hạt bột cho bột vào nước, phản ứng xảy dễ dàng Hình 2.9 K2FeO4 thu sau ray Hình 2.10 Màu tím cuả K2FeO4 xuất cho vào nước 23 e Để xác minh lại chất tạo thành có phải K2FeO4 mong muốn hay không, tiến hành cho thử bột vào nước, màu tím hồng xuất hình 2.10, màu K2FeO4 2.3 QUY TRÌNH LOẠI BỎ CHẤT PHÓNG XẠ KHỎI DUNG DỊCH 2.3.1 Phản ứng hóa học Chất phóng xạ nói chung, urani nói riêng bị loại bỏ khỏi dung dịch thông qua kết tủa tạo phản ứng hóa học với chất lọc K2FeO4 Trong khóa luận này, K2FeO4 rắn cho vào dung dịch chuẩn urani nitrate (UO2(NO3)2) có nồng độ pH = 4,55 Phương trình (1.3) cho thấy, kali ferrat gặp nước dung dịch chuẩn dễ bị phân hủy thành oxit sắt (Fe2O3) kết tủa kali-hydroxit (KOH) tan dung dịch KOH tạo thành phản ứng với urani nitrate, thu uranyl-dihydroxit (UO2(OH)2) mà nguyên tử urani chất mang hóa trị +4 nên khó tan nước Vì vậy, UO2(OH)2 kết tủa lắng xuống Fe2O3 Điều tạo sở cho việc xuất kết tủa hợp chất urani để đến kết luận cuối chất phóng xạ urani bị loại bỏ khỏi dung dịch Kết thu được, dung dịch không lại urani chưa phản ứng hết, phương trình (2.1) thể phản ứng hóa học UO2(NO3)2 KOH tạo kết tủa UO2(OH)2 UO2(NO3)2 + 2KOH  UO2(OH)2 + 2KNO3 2.3.2 (2.1) Quy trình thực Các kết thực nghiệm trình điều chế K2FeO4 cho thấy rằng, lượng chất thu từ phương pháp khô chiếm lợi phương pháp điện phân chất lượng số lượng Đồng thời, thời gian thực ngắn lưu trữ, bảo quản sản phẩm dễ dàng Do đó, sản phẩm K2FeO4 thu từ phương pháp khô nghiên cứu loại bỏ urani dung dịch Sau đó, dùng ống đếm Geiger-Muller ghi nhận số đếm chất phóng xạ lại dung dịch Dụng cụ cần thiết cho quy trình gồm:  Cốc, đũa thủy tinh  Ống ly tâm sạch, đánh số thứ tự  Planchets 24  Các loại pipet  Bếp điện  Ống đếm G-M Các bước thực sau: a Chuẩn bị dung dịch chuẩn urani nitrate UO2(NO3)2 có pH = 4,55 b Pha chế dung dịch K2FeO4 có nồng độ mol 0,1M; 0,01M 0,001M hình 2.11 cách cho K2FeO4 có khối lượng tương ứng 1,98g; 0,198g; 0,0198g vào 99,93ml nước cất Hình 2.11 Dung dịch K2FeO4 có nồng độ theo thứ tự 0,1M; 0,01M 0,001M c Dùng ống ly tâm để chứa hỗn hợp chất cho K2FeO4 vào dung dịch chuẩn với tỉ lệ 1:20 1:10 Như tỉ lệ 1:20 tương ứng với 0,250ml Fe(VI) 5ml dung dịch chuẩn urani Tương tự, tỉ lệ 1:10 0,5ml Fe(VI) 5ml dung dịch chuẩn Cứ nồng độ K2FeO4 ta lấy hai mẫu cho hòa tan vào dung dịch chuẩn theo tỉ lệ chọn Cụ thể nồng độ 0,1M hai mẫu tương ứng đánh số 1.1 1.2 Tiếp đó, nồng độ 0,01M đánh số 2.1 2.2, cuối nồng độ 0,001M đánh số 3.1 3.2 d Sốc hỗn hợp ống ly tâm 15 phút nhằm làm tăng khả phản ứng chất Chờ khoảng 2h để kết tủa xuất e Cho hỗn hợp vào máy ly tâm với tốc độ 2500 vòng 40 phút để kết tủa lắng xuống đáy ống hoàn toàn 25 f Cứ ống ly tâm chứa hỗn hợp, lấy 1ml dung dịch cho vào planchets đánh số trùng với số ống Đối với dung dịch chuẩn, lấy 1ml dung dịch cho vào planchets đánh số Bật bếp điện mang tất planchets để lên bếp hong khô nhiệt độ thấp (phương pháp bay mẫu) Bước cần thận trọng, nhiệt độ cao, hóa chất dạng lỏng bắn ngoài, gây nguy hiểm g Khi dung dịch planchets khô, cài đặt ống đếm G-M hình 2.12 đo số đếm 100 giây điện áp 500V Cho planchets không chứa dung dịch vào detector để đo phông Tương tự, đo lấy số liệu dung dịch chuẩn dung dịch hỗn hợp ống ly tâm h Ghi nhận kết số đếm ống đếm G-M hiển thị Tính giá trị trung bình, sai số phần trăm hoạt độ chất phóng xạ bị giảm cho K2FeO4 vào dung dịch chuẩn Hình 2.12 Ống đếm G-M PTN hạt nhân trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG TpHCM 26 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT LOẠI CHẤT PHÓNG XẠ RA KHỎI DUNG DỊCH 3.1 KẾT QUẢ Kết số đếm/giây phông, dung dịch chuẩn mẫu, thu hai ngày đo 4/4/2017 11/4/2017 thể bảng 3.1 bảng 3.2 tương ứng với tỉ lệ 1:20 1:10 Bảng 3.1: Số đếm/giây ghi nhận tỉ lệ 1:20 Mẫu Dung dịch Số lần đo Mẫu Mẫu Phông chuẩn 1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 Ngày 4/4/2017 Lần 0,32 0,96 0,58 0,42 0,42 0,55 0,47 0,56 Lần 0,40 1,01 0,55 0,42 0,43 0,48 0,54 0,45 Lần 0,45 1,15 0,47 0,42 0,43 0,55 0,50 0,60 TB mẫu 0,39  0,05 1,04  0,07 0,48  0,06 0,48  0,05 0,52  0,02 Ngày 11/4/2017 Lần 0,42 1,31 0,56 0,62 0,60 0,55 0,56 0,65 Lần 0,37 1,28 0,58 0,54 0,58 0,72 0,61 0,58 Lần 0,40 1,12 0,57 0,55 0,56 0,61 0,62 0,55 Lần 0,35 1,35 0,62 0,61 0,58 0,59 0,69 0,70 Lần 0,39 1,13 0,59 0,58 0,60 0,52 0,63 0,57 TB mẫu 0,39  0,02 1,24  0,09 0,58  0,01 27 0,59  0,01 0,62  0,01 Bảng 3.2: Số đếm/giây ghi nhận tỉ lệ 1:10 Mẫu Dung dịch Số lần đo Mẫu Phông chuẩn 1.1 1.2 2.1 2.2 Ngày 4/4/2017 Lần 0,32 0,96 0,42 0,39 0,39 0,47 Lần 0,40 1,01 0,43 0,42 0,47 0,48 Lần 0,45 1,15 0,49 0,37 0,43 0,42 TB mẫu 0,39  0,05 1,04  0,07 0,42  0,03 0,44  0,01 Ngày 11/4/2017 Lần 0,42 1,31 0,49 0,48 0,60 0,60 Lần 0,37 1,28 0,50 0,58 0,49 0,55 Lần 0,40 1,12 0,48 0,49 0,52 0,56 Lần 0,35 1,35 0,50 0,42 0,57 0,60 Lần 0,39 1,13 0,46 0,63 0,48 0,60 TB mẫu 0,39  0,02 1,24  0,09 0,50  0,02 0,56  0,03 Dựa vào số đếm/giây trung bình, ta tính phần trăm hoạt độ chất phóng xạ giảm cho K2FeO4 vào dung dịch chuẩn Hay nói cách khác, hiệu suất lọc urani K2FeO4 thể qua công thức (3.1): H Sd  S s 100% Sd Với H hiệu suất lọc chất phóng xạ (%) Sd trung bình số đếm/giây dung dịch chuẩn urani trừ phông Ss trung bình số đếm/giây dung dịch mẫu lọc trừ phông 28 (3.1) Phần trăm hoạt độ chất phóng xạ giảm cho dung dịch Fe(VI) vào dung dịch chuẩn thể qua bảng 3.3 Bảng 3.3: Phần trăm hoạt độ chất phóng xạ giảm 4/4/2017 11/4/2017 Tỉ lệ Fe(VI) dung dịch chuẩn Mẫu 3.2 1:20 1:10 1:20 1:10 86,87 95,39 77,00 86,27 86,87 91,80 75,94 79,93 80,00 73,00 ĐÁNH GIÁ Từ bảng 3.3 cho thấy rằng, kali ferrat lọc trung bình 80% chất phóng xạ khỏi dung dịch chuẩn Kết phù hợp với kết nghiên cứu Vladimir cộng [19] thực vào năm 2016 Khác chỗ, Vladimir điều chế K2FeO4 phương pháp điện phân lấy dung dịch K2FeO4 có nồng độ mol 10-4 M Thêm nữa, bảng 3.3 cho ta kết luận nồng độ dung dịch K2FeO4 lớn tỉ lệ lượng Fe(VI) mẫu dung dịch chuẩn tăng (từ 1:20 lên 1:10) khả loại bỏ chất phóng xạ cao So sánh kết hai ngày đo thể bảng 3.1 bảng 3.2, nhận thấy phông không đổi, lại số đếm dung dịch chuẩn mẫu hỗn hợp tăng lên Điều giải thích thể tích hình học đo hai ngày khác khoảng cách nguồn detector nên số đếm mà detector ghi nhận khác Ngoài ra, lấy số liệu thống kê cho số đếm nhiều hơn, dẫn đến tính xác tăng cao Tuy nhiên, nhìn chung, kết luận giảm urani mẫu hỗn hợp so với dung dịch chuẩn không thay đổi Từ kết thu nhận được, cho thấy kali ferrat có khả loại bỏ urani khỏi dung dịch chuẩn urani Đặc biệt, sản phẩm phụ sau phản ứng lại vô thân 29 thiện môi trường, không lo vấn đề xử lý ô nhiễm Như vậy, K2FeO4 cần nghiên cứu nhiều việc sử dụng vào đời sống người, cho thấy tiềm phát triển tương lai lớn Những ứng dụng bật sử dụng K2FeO4 để loại bỏ chất phóng xạ nước sinh hoạt tái chế nước thải 30 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Khóa luận dựa sở lý thuyết hóa học chất, tính chất phóng xạ urani hỗ trợ ống đếm Geiger-Muller hoàn thành đạt kết sau: Khóa luận tổng hợp kali ferrat (K2FeO4) - chất hóa học “xanh” phương pháp điện phân phương phương pháp khô Đồng thời, nhận thấy rằng, phương pháp khô có lợi chất lượng số lượng sản phẩm, nữa, thời gian thực ngắn so với phương pháp điện phân Tuy nhiên, nhược điểm độ an toàn nung chảy khí thoát trình phản ứng làm cho phương pháp lựa chọn tiến hành Thực phép đo lấy số đếm phóng xạ thông qua đầu dò Geiger-Muller với ưu điểm máy gọn nhẹ, thời gian đo ngắn dễ sử dụng Tuy nhiên, cần lưu ý lấy số phải đủ thống kê, tránh sai sót trình tính toán Tính phần trăm nồng độ chất phóng xạ giảm so với ban đầu 80%, cho K2FeO4 vào dung dịch chuẩn Với kết thực nghiệm đạt được, khóa luận khẳng định lần việc sử dụng kali ferrat (K2FeO4) để loại bỏ chất phóng xạ urani nước vô khả quan Đặc biệt, sản phẩm phụ tạo kèm theo trình phản ứng không gây hại môi trường Đây hứa hẹn hướng nghiên cứu triển vọng tương lai Khóa luận thực xung quanh chủ đề chất hóa học “xanh” K2FeO4, chất phóng xạ ống đếm G-M Do vậy, tương lai khóa luận mở rộng thêm nhiều hướng phát triển mới, cụ thể: Áp dụng kết đạt dùng ống đếm G-M để thay hệ đo mới, có tính ưu việt Đơn cử, hệ đo alpha, kết biết thêm đồng vị phóng xạ bị loại bỏ Từ kết khóa luận, thay đổi tỉ lệ Fe(VI) dung dịch chuẩn để xem mức độ hoạt động tối đa chất lọc 31 Bên cạnh đó, từ phương trình (2.1), kết tủa trình lọc UO2(OH)2 có chứa urani, đó, vấn đề đặt cần tìm phương pháp giải chất thải Khóa luận dừng lại việc loại bỏ chất phóng xạ dung dịch chuẩn Do đó, tiến hành sử dụng K2FeO4 vào thực nghiệm mẫu lỏng môi trường đề tài lớn, hấp dẫn 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tài liệu tiếng Việt [1] Châu Văn Tạo (2013), “Vật lý Hạt nhân đại cương”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 648 – 650 [2] Đồng Thị Minh Nguyệt (2016), “Nghiên cứu tẩy xạ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt sử dụng Hydrogen peroxide hệ thống Ultrasonic”, Luận văn Thạc sĩ Vật lý, Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [3] Lê Công Hảo (2013), “Nghiên cứu xác định hàm lượng phóng xạ số nguyên tố nặng mẫu môi trường phương pháp phổ alpha”, Luận án Tiến sĩ Vật lý, Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [4] Lý Duy Nhất (2009), “Tìm hiểu hệ ghi đo phòng thí nghiệm hạt nhân”, Luận văn Thạc sĩ Vật lý, Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh [5] Nguyễn Văn Phú (2016), “Nghiên cứu điều kiện tách thu hồi urani nước thải trình thủy luyện quặng đất Việt Nam phương pháp trao đổi anion”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học tự nhiên Công nghệ, Tập 32 (4), pp.161 – 166  Tài liệu tiếng Anh [6] Amirreza Talaiekhozani, Marzieh Bagheri, Mohammad Reza Talaei and Nematollah Jaafarzadeh (2016), “An Overview on Production and Applications of Ferrat(VI)”, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences [7] Bajwa B.S., Kumar S., Singh S., Sahoo S.K., Tripathi R.M (2017), “Urani and other heavy toxic elements distribution in the drinking water samples of SW-Punjab, India”, Journal of radiation research and applied sciences, Vol 10, 13 - 19 33 [8] Bielski B.H.J., Thomas M.J (1987), “Studies of hypervalent iron in aqueous solutions Radiation induced reduction of iron (VI) to iron (V) by CO2- ”, J Am Chem Soc., 109, 7761 – 7764 [9] Boorman G.A., Vicki Dellarco, Dunnick J.K., Chapin R.E., Sid Hunter, Fred Hauchman, Hank Gardner, Mike Cox and Robert C Sills (1999), “Drinking water disinfection byproducts: review and approach to toxicity evaluation”, Environmental Health Perspectives, Vol 107, 207 - 217 [10] Delaude L and Laszlo P (1996), “A novel oxidizing reagent based on kali ferrat(VI)”, J Org Chem 61, 6360 – 6370 [11] Li C., Li X.Z., Graham N (2005), “A study of the preparation and reactivity of kali ferrat”, Chemosphere 61, 537 – 543 [12] Lopez J.P., Penuelas D.C., Mendez P.F., Perez S., Calderon I and Ortiz J.R (2008), “Kali ferrat and/or Sodium ferrat generation using a prototype of electrochemical reactor without membrane”, ECS Transactions, 403 – 410 [13] Masashi K., Mohammad D.A., Said H.F., Muhammad D.F., Md Zahirul H., Nobuyuki H., Shoko O., Tomomi O., Masao M., Masafumi Y (2016), “Uaranium in well drinking water of Kabul, Afghanistan and its effective, low – cost depuration using Mg – Fe based hydrotalcite – likes compiounds”, Chemosphere, Vol 165, 27-32 [14] Thompson G.W , Ockerman L.T and Schreyer J.M (1951), “Preparation and purification of kali ferrat VI”, J Am Chem Soc, 73, 1379 - 1381 [15] Sani R.K , Payton B.M , Amonette J.E and Geesey G.G (2004), “Reduction of urani (VI) under sulfate – reducing conditions in the presence of Fe(III)(hydr)oxides”, Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol 68, No 12, 2639 – 2648 [16] Sharma V.K (2004), “Use of iron (VI) and iron (V) in water and wastewater treatment”, Water Science and Technology, Vol 49 No 4, 69 – 74 34 [17] Sharma V.K , Futaba Kazama, Hu Jiangyong and Ajay K.Ray (2005), “Ferrats (iron (VI) and iron (V)): Environmentally friendly oxidants and disinfectants”, Journal of Water and Health, 45 – 58 [18] Sibel B., Feride U., Heikki S., Anatholy D amd Mika S (2014), “Electrosynthesis of ferrat (VI) ion using high purity iron electrodes: Optimization of influencing parameters on the process and investigating its stability”, Int J Electrochem Sci., 3099 – 3117 [19] Vladimir G Petrov, Yury D Perfiliev, Sergey K Dedushenko, Tatiana S Kuchinskaya, Stepan N Kalmykov (2016), “Radionuclde removal from aqueous solutions using kali ferrat (VI)”, J Radioanal Nucl Chem (2016), 347 – 352  Trang web [20] En.wikipedia.org/wiki/Potassium_ferrat 35 PHỤ LỤC Hoạt độ chất phóng xạ tính theo công thức (1) A S t. V (1) Trong đó: A hoạt độ (nồng độ) chất phóng xạ (Bq/ml) S số đếm mà detector ghi nhận t thời gian đo (s)  hiệu suất detector V thể tích hình học đo (ml) Do đo detector, thể tích hình học khoảng thời gian nên phần trăm hoạt độ chất phóng xạ giảm tính theo công thức (2) H Ad  As S  Ss 100%  d 100% Ad Sd (2) Trong đó: H phần trăm hoạt độ chất phóng xạ giảm Ad hoạt độ chất phóng xạ dung dịch lúc đầu As hoạt độ chất phóng xạ dung dịch lúc sau Sd số đếm chất phóng xạ mà detector ghi nhận lúc đầu Ss số đếm chất phóng xạ mà detector ghi nhận lúc sau 36 ... THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG K2FeO4 ĐỂ LOẠI BỎ CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ CÓ TRONG NƯỚC Giảng viên hướng dẫn : TS Lê Công Hảo Sinh viên thực : Nguyễn... hóa phóng xạ với mục đích sử dụng kali ferrat (K2FeO4) để loại bỏ đồng vị phóng xạ có nước Đối tượng nghiên cứu ban đầu khóa luận urani mẫu dung dịch chuẩn uranyl nitrate (UO2(NO3)2) Để hỗ trợ... lượng chất phóng xạ nói chung urani nói riêng tồn nước để biết mức độ ảnh hưởng chúng vùng hay địa phương Đồng thời, họ nghiên cứu tìm chất lọc nước với nhu cầu loại bỏ chất phóng xạ 1.1.2 Kali