MnO2 yüklenmiş aktif karbon ile toryum adsorpsiyonu
Adsorption of thorium from aqueous solutions by MnO2 modified activated carbon
Yazar: YILMAZ SEÇKİNER
Danışman: PROF. DR. MERAL ERAL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Türkiye'nin mevcut enerji kaynakları, enerji gereksinimini karşılamada yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle nükleer enerji santrali kurulması çalışmaları başlamıştır. Nükleer enerjiden elektrik üretiminde uranyum yanında toryum da yakıt olarak kullanılabilmektedir. Ülkemizde, 380 bin ton toryum rezervinin bulunması, toryum ile ilgili yapılan çalışmaların önem kazanmasını sağlamaktadır. Açık çevrimlerde toryum kullanımının % 20-30 civarında uranyum tasarrufu sağlayacağı düşünülmekte olup toryum geleceğin yakıtı olarak kabul edilmektedir. 
Sulu çözeltilerden radyonüklitlerin ayrılması çevre kirliliği açısından önemli bir konudur. Adsorpsiyon, büyük hacimli çözeltilerden eser miktardaki önemli elementlerin ayrılması ve izolasyonu için kullanılan önemli ve etkili bir tekniktir. Aktif karbon adsorpsiyonu ise, kimya ve çevre mühendisliğinde kullanılan önemli bir ayırma teknolojisidir. Aktif karbonun yüksek seçicilik, radyasyona dayanıklılık ve saflık özelliklerinden dolayı, nükleer endüstride sulu çözeltilerden radyonüklitlerin ayrılmasında kullanımı önem taşımaktadır.
Bu çalışmada, hem toryumun neden olduğu çevresel kirlilikleri azaltmak, hem de toryumu radyoaktif atıklardan geri kazanmak amacıyla toryumun MnO2 yüklenmiş aktif karbon üzerindeki adsorpsiyonunun incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada bu amaçla ticari aktif karbon kullanılmış ve aktif karbonun üzerine permanganat yöntemiyle MnO2 yüklenmiştir. Toryum adsorpsiyonu için aktif karbonla yapılan denemelerde optimum parametreler; pH 4, toryum konsantrasyonu; 90 ppm, etkileşim zamanı 30 dakika ve sıcaklık 30 ◦C, MnO2 yüklenmiş aktif karbon (AC-MnO2O2) için ise optimum değerler; pH 2, toryum konsantrasyonu; 20 ppm, etkileşim zamanı 15 dakika ve sıcaklık 30 ◦C olarak belirlenmiştir. Ayrıca, yapılan toryum adsorpsiyon çalışmalarında AC ve AC-MnO2O2'nin Freundlich izotermiyle uyumlu oldukları bulunmuştur.

Abstract:
Turkey's current energy sources are insufficient to meet energy needs. Therefore, the establishment of a nuclear power plant has started. Uranium can be used as fuel with thorium for electricity production from nuclear energy. In our country, 380.000 tons of thorium reserves are found, which makes the work of thorium-related work become important. The use of thorium in open cycles is thought to provide about 20-30% of uranium savings, and thorium is considered as fuel for the future.
Separation of radionuclides from aqueous solutions is a significant issue in terms of environmental pollution. Adsorption is an important and effective technique used for separation of critical trace elements from large volumes amounts of solutions and isolation. Activated carbon adsorption is a very substantial separation technology used in chemistry and environmental engineering. Because of high selectivity, radiation resistance and purity of activated carbon, use of active carbon in nuclear industry for radionuclide separation from aqueous solutions is significant.
In this study, we aimed to reduce environmental pollution caused by thorium and also aimed to recover thorium from the radioactive wastes with the adsorption of thorium from aqueous solutions by manganese dioxide modified activated carbon. For this purpose, commercially active carbon is used and manganese dioxide is immobilized on activated carbon with permanganate method. Optimum parameters effect thorium adsorption on activated carbon are; pH 4, thorium concentration 90 ppm, shaking time 30 minutes and temperature 30°C and optimum parameters on AC-MnO2O2 are pH 2, thorium concentration 20 ppm, shaking time 15 minutes and temperature 30°C. In addition, the results showed adsorption of thorium on AC and AC- MnO2 is by Freundlich isotherm.