Nanofaserknäuel aus Natriumtitanat reinigt AKW-Abwasser (Foto: helsinki.fi/en)

Helsinki (pte003/29.06.2018/06:05) –

Natriumtitanat (Na2TiO3) ist ein bewährtes Material, um radioaktive
Stoffe aus Wasser zu entfernen. Bisher wurde es in körniger Form
eingesetzt. Forschern an der University of Helsinki http://helsinki.fi/en ist es jetzt gelungen, Na2TiO3 in eine Form zu bringen, die den
Entgiftungsprozess massiv beschleunigt. Außerdem bleibt weniger
radioaktiver Abfall übrig.

Elektrogesponnenes Natrium

Die Forscher haben Na2TiO3 über das sogenannte
Elektrospinnen in hauchdünne Fäden umgewandelt. Davon knüllten sie
Millionen zusammen. Das verseuchte Wasser läuft durch und wird
gereinigt. Das Verfahren kann bei Störfällen eingesetzt werden, bei
denen radioaktives Wasser frei wird. Es bietet sich auch an, um die
gigantischen Mengen an verseuchtem Wasser, die nach dem Unfall in
Fukushima eingelagert worden sind, zu reinigen. Derzeit arbeitet man
dort mit der herkömmlichen Methode, dem Einsatz von körnigen
Ionentauschern.

"Der Vorteil des elektrogesponnenen Natriumtitanats
liegt darin, dass der Ionenaustausch schneller vonstatten geht", sagt
Risto Koivula, ein Spezialist für die Ionenaustauschtechnik. Beim
Kontakt von Strontium und Na2TiO3 findet ein Austausch von Natrium- und
Strontiumionen statt. Wenn die Kapazität erschöpft ist, muss das gesamte
Material als radioaktiver Abfall sicher eingelagert werden. Weil die
Oberfläche der elektrogesponnenen Fasern weitaus größer ist als die von
körnigem Na2TiO3, fällt weitaus weniger Abfall an.

Viele nanometerdicke Fäden

Die Anlage zur Herstellung der nanometerdicken Fäden
wurde am Exzellenzzentrum für die Abscheidung von Atomlagen auf einem
Substrat aufgebaut, die Mikko Ritala leitet. Die Anlage besteht aus
einer feinen Düse und einem Kollektor. Zwischen ihnen wird eine
elektrische Spannung von einigen 1.000 Volt aufgebaut, die gewissermaßen
das Spinnrad ersetzt, das klassische Gerät zur Herstellung von Garnen.
Das zu verspinnende Material muss in flüssiger Form vorliegen. In diesem
Fall schweben Nanopartikel aus Na2TiO3 in einem Gemisch aus Ethanol und
Essigsäure. Die elektrische Spannung beschleunigt diese Emulsion.