Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Новый замо'к для радиоактивных отходов

Татьяна Зимина. По информации пресс-службы МГУ им. М. В. Ломоносова

Радиоактивные отходы необходимо изолировать от биосферы. Это очевидно, но пока нет способа их захоронения, который бы полностью удовлетворял требованиям безопасности. Специалисты признают, что от решения проблемы безопасного длительного хранения радиоактивных отходов в значительной степени зависит развитие ядерной энергетики.

Сегодня исследуются несколько разных методов захоронения радиоактивных отходов. Наиболее распространённый промышленный способ — «запирание» их в специальных материалах-матрицах. В числе таких матриц — алюмофосфатные стёкла. Эти материалы удовлетворяют многим требованиям, предъявляемым к свойствам матриц для связывания и удержания в твёрдом виде радионуклидов (хотя и не всем). Одно из важных требований — устойчивость к выщелачиванию — выходу радиоактивного элемента из матрицы.

Исследователи из Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина (ИФХЭ РАН) в сотрудничестве с МГУ им. М. В. Ломоносова, Курчатовским институтом и ГЕОХИ РАН предложили новые стёкла-матрицы для долговременного хранения радиоактивных отходов. Разработанные в ИФХЭ РАН «новые стёкла, — говорит заведующий лабораторией ИФХЭ РАН профессор, доктор химических наук Сергей Владимирович Стефановский, — отличаются от уже используемых алюмофосфатных стёкол тем, что примерно половина оксида алюминия заменена на оксид железа. Это повышает химическую и кристаллизационную устойчивость стёкол». Но «выйдет» радиоактивный элемент из стеклянной матрицы или нет, зависит и от того, в каком виде он там находится. «Для каждого элемента может быть устойчивой различная степень окисления, — поясняет С. В. Стефановский. — Наиболее устойчива та, в которой элементы-радионуклиды наименее подвижны. Для данных стёкол с актинидами (радиоактивные элементы с номерами с 90 по 103. — Прим. ред.) это нептуний (IV), плутоний (IV) и америций (III)».

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Управлять степенью окисления радиоактивного элемента можно, изменяя окислительно-восстановительные условия синтеза стёкол-матриц.

Зная степень окисления, учёные прогнозируют устойчивость химической конструкции к выщелачиванию. Однако, как считает один из авторов работы, ведущий научный сотрудник кафедры радиохимии химического факультета МГУ доктор физико-математических наук Юрий Александрович Тетерин, надёжное определение степени окисления актинидов — большая проблема. Российские учёные смогли разработать методику определения степени окисления таких ионов по параметрам структуры спектров рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии валентных и внутренних электронов. Это дало возможность прогнозировать устойчивость формы нахождения ионов актинидов к выщелачиванию.

«Для оценки химической устойчивости материала выщелачивание проводят в дистиллированной воде, растворах кислот или солей, — говорит С. В. Стефановский, — причём в последнем случае — это имитация подземных вод».

Разработанная методика оценки скорости выщелачивания может использоваться на всех этапах получения атомной энергии, от разработки урановых месторождений до трансмутации* ядерных отходов и решения экологических задач.

Результаты работы исследователи опубликовали в «Journal of Alloys and Compounds».

Комментарии к статье

* Трансмутация — превращение атомов одних химических элементов в другие в результате радиоактивного распада их ядер либо ядерных реакций.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Вести из институтов»