دراسة الاحتفاظ بالملوثات المتعددة الشحنة في طينة البنتونيت

الأيونات المشعة و ان كانت بتركيز قليل تشكل خطرا على البيئة و خاصة على الإنسان و ذلك بسبب إشعاعاتها القوية وطول فترة نصف العمر. المياه من ضمن الأشياء التي لوثتها المواد المشعة. إحدى الطرق لتنقية المياه هو استخدام الماصات الصلبة لإزالة الملوثات النووية. في كثير من الدول مثل السويد وكندا وفرنسا واسبانيا واليابان يقوم تصميم المستودعات النووية في الطين على أساس الجمع بين الحواجز الطبيعية والحواجز الصناعية للحصول على عزل طويل المدى للملوثات النووية. إحدى الطرق هي وضع النفايات النووية في وعاء من النحاس ثم طمره في طينة البنتونيت تحت الأرض. في هذا العمل تم التركيز على دراسة امتصاص الملوثات النووية ثلاثية و رباعية التكافؤ بواسطة طينة البنتونيت باستخدام "جراند كانونيكال مونت كارلو محاكاة"(Grand Canonical Monte Carlo simulation) .تم تبني النموذج البدائي الذي يمثل فيه الماء بواسطة ثابت العزل الكهربائي. العديد من دراسات المحاكاة (simulation) نفذت لعدد من المتغيرات في النظام من اجل دراسة أثر تغير تركيز المواد المشعة في الماء وكثافة الشحنة السطحية للبنتونيت وشحنة المواد المشعة ودرجة حرارة النظام والقوة الأيونية على قدرة البنتونيت على امتصاص المواد المشعة. ونتيجة لهذه الدراسة وجد أن متوسط تركيز الأيونات المشعة في الطبقة المزدوجة الكهربائية(electrical double layer) و معامل الامتصاص يتأثران بقوة بالمتغيرات الآنفة الذكر. وبالتحديد وجد أن متوسط تركيز الأيونات المشعة في الطبقة المزدوجة الكهربائية تزداد مع زيادة كثافة الشحنة السطحية للبنتونيت وتركيز الأيونات المشعة في المحلول وشحنتها. بينما متوسط تركيز الأيونات في الطبقة المزدوجة الكهربائية يقل مع زيادة درجة الحرارة و القوة الأيونية. ومن جهة أخرى وجد ان معامل الإمتصاص يقل مع زيادة تركيز الأيونات المشعة في المحلول ومع القوة الأيونية ودرجة الحرارة. غير ان معامل الإمتصاص يظهر سلوكا متزايدا مع زيادة كثافة الشحنة السطحية وشحنة المواد المشعة. وهذه التنبؤات حول سلوك امتصاص المواد المشعة تتوافق بشكل جيد مع العديد من النتائج التجريبية وأحيانا تظهر عدم توافق مع نتائج تجريبية أخرى.