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放射性废物中铯的固化研究进展
随着核能在能源领域占据日益重要的地位，核能产生的放射性废物也是越来越多。固化放射性废物并将其储存是核能使用的主要任务之一，而铯是放射性废物中存在的一种重要放射性核素。本文将从铯的性质、铯固化的方法及研究进展三个方面来阐述铯的固化问题。
一、铯的性质
铯是一种软的银白色金属。它是银、金、汞、铜等几种金属的最小离子电位的元素，具有极强的还原性。铯的外层电子结构为5s1，是一种化学活性极强的元素，在室温下它可以自然氧化，产生一层氧化铯膜，但是暴露在空气中，铯会氧化成灰色的碳酸盐，因此铯需要在惰性气体保护下包装和储存。
铯的放射性来自它的核素137Cs，是一种半衰期为30.17年的放射性核素。铯的放射性使其成为一种非常危险的物质，因为它能够释放高能射线进入人体，导致细胞的损伤和缺陷，从而引起放射性疾病。
二、铯的固化方法
铯的固化方法包括几种方式：沉淀法、离子交换法、分子印迹技术、熔盐固化等。下面对其中的沉淀法、离子交换法和熔盐固化进行介绍。
1.沉淀法
铯离子是一种较易沉淀的离子，加入适当的沉淀剂可以将铯离子沉淀下来。常用的沉淀剂有氢氧化钙、氧化铁、钨酸钡等。
沉淀法分为单步沉淀和多步沉淀，多步沉淀涉及到沉淀遗留钾、钠等其他离子。例如，将废液先添加NaCl或KCl，使Ca、K、Na等离子组成的一些溶解出来的沉淀被分离。然后再加入一种沉淀剂使其加速沉淀过滤得到铯胶体后，用酸或者加热使其沉淀与沉淀剂分离出来。
2.离子交换法
离子交换法在固化铯上具有很大的优势，因为它可以有效地去除其它离子，并且容易控制。离子交换树脂具有一定的选择性，可以择优去除非铯离子，而将铯离子吸附在树脂上。铯固化的方法主要包括钠树脂和树脂分离两种方式。钠树脂法是将放射性废液通过钠树脂柱，将铯离子与其它离子选择性吸附，当某些离子对钠树脂吸附时，利用高盐度的去除剂将吸附的离子除去。树脂分离法是将离子交换树脂与混合废液反应，通过酸或盐水洗涤树脂，即可得到纯铯。
3.熔盐固化
熔盐技术利用熔融的盐作为固化媒介，固化盐中高放废物的方法。盐的熔点较低，易熔且具有很好的渗透性。铯可固化在氯化钠、氯化铅、氯化铋等的熔盐中，而钠盐是铯离子的主要竞争离子。熔盐固化技术可以固化铯的同时处理石墨和其他还原性废物、固化废物浓缩和裂解残渣等问题，具有较好的经济性和工艺性。
三、铯的固化研究进展
目前，关于铯的固化研究已经取得了不少的进展。以下是一些最近的研究成果：
1.研究表明TiCN和TiC双层涂层对放射性铯的抵抗力具有很高的效果，能够很好地固化铯离子。
2.使用钠锂攀升温度法熔盐固化铯离子可行，其中约87%的铯都被固化在添加了1.5％KCl的NaF-LiF熔盐中。
3.离子交换树脂对铯的选择性吸附作用是通过离子交换介质孔径，磁场、溶液pH值、加热温度与时间、铯离子浓度来进行调节和优化的。
4.沉淀法固化铯时，添加聚乙二醇（PEG）可以明显提高沉淀效果，提高了产率和去除效率。
总之，固化铯离子是一项重要的任务，针对不同的情况，不同的固化方法将被应用。未来，还需要更深入的研究促使铯的固化更加有效和环保。