Abstract
低強度含氚的液態放射性廢物（Low-Level Liquid Radioactive Waste）的處理，目前尚未發現有效的方法。本實驗以纖維素與丙烯□合成接枝共聚合物（即Cellulose-g-Polyacrylonitrile ，簡稱CPAN），CPAN在鹼性下水解成H-CPAN（Hydrolyzed Cellulose Polyacrylonitrile Graft Copolymer），利用其對水具有高度的吸水性，且吸水後呈半固態的凝膠物（Semi-Solid Gels ），以及具有弱酸離子的交換性，嘗試用來解決低強度含氚放射性廢液在處理上的困難。過去研究者在這方面的研究，曾以小麥澱粉（Wheat Starch）合成H-SPAN（Hydrolyzed-Polyacrylonitrile-g-Starch ），其結果顯示H-SPAN具有極高的吸水性（１０００倍以上），惟其吸水速率很慢，在放射性廢液處理上的效果大減。本實驗嘗試以纖維素紙漿（Cellulose Pulp）、纖維素微晶體（Cellulose Microcrystalline）、纖維素粉（Cellulose Powder）等三種纖維素，尋求合成CPAN的最佳反應條件，然後CPAN經氫氧化鈉水溶液在９５℃下水解成水解態的纖維素－共聚－丙烯□接枝共聚合物，再以濃鹽酸處理，得到H-CPAN。所得到的H-CPAN以具有高的吸水性及吸水速率為目標，進行吸水性及吸附性實驗。由吸水性測試探討影響H-CPAN吸水能力的因素，如pH值、溫度等。結果顯示H-CPAN的吸水性較H-SPAN略低（１０００倍左右），但吸水速率快很多。當pH值在３．６以上，才有顯著的吸水效果，且隨著溫度的增高吸水性增加。，模擬H-CPAN對放射性廢液吸收的效益，分別在不同條件下進行測試，包括未經及經鈷六十伽瑪射線照射後之效應。結果發現H-CPAN一邊吸水，一邊接受照射，其吸水性降低，且受照射時間及劑量的影響。而先接受照射後再吸水的H-CPAN，其吸水性隨照射劑量增加，開始為降低，而後增加。吸附性實驗則以H-CPAN分別吸附Ｃｓ□、Ｓｒ□□、Ｈｇ□□□、Ｈｇ□□、Ｐｂ□□、Ｆｅ□□、等離子的硝酸態水溶液，以及吸附溴酸鹽、硫酸鹽、ABS 等水溶液作探討，發現均有良好的吸附效果。由以上實驗，綜合評估H-CPAN在低強度含氚放射性廢液處理上的實用價值。