Захоронение радиоактивных отходов атомной энергетики с применением композитных материалов разработали сибирские учёные

До сих пор радиоактивные отходы атомной энергетики, содержащие опасные соединения в растворах, перерабатываются с использованием неорганических ионообменных материалов, которые, по сути, осаждают на свою поверхность радионуклиды и переводят их из растворённой в твёрдую форму. Такая технология уменьшает объём отходов и делает возможным их последующее захоронение.

И всё же, опасные вещества в них остаются. Поэтому учёные активно работают над созданием композитных сорбентов, которые должны связывать несколько химических элементов. И уже есть конкретные результаты.

Например, учёные ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и Сибирского федерального университета разработали технологию синтеза мелкодисперсных цирконий-анальцимовых материалов, которые могут связывать из раствора одновременно изотопы цезия и стронция. А исходным сырьём для сорбента стали ценосферы, полученные из летучей угольной золы после сжигания кузнецкого каменного угля.

Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН, опубликовавшая информацию, сообщила, что метод порошковой рентгеновской дифракции, при котором композит выдерживался при температуре 1000 градусов Цельсия, показал, что в нём появляются новые кристаллические соединения циркония, алюминия и кремния, способные включать также цезий и стронций. Это является свидетельством того, что композит, связавший из раствора цезий и стронций, перешёл в другую, более стабильную, минералоподобную форму. Именно такие устойчивые к внешним воздействиям матрицы, содержащие радиоактивные соединения, можно использовать для дальнейшего длительного и безопасного для окружающей среды хранения радиоактивных отходов.

Ведущий научный сотрудник Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН доктор химических наук Татьяна Александровна Верещагина рассказала, что в результате ряда преобразований впервые были получены из присутствующих в угольной золе ценосфер композитные частицы, в состав которых входят цеолит типа анальцим и гидратированный диоксид циркония, связывающие цезий и стронций из раствора. «Также мы определили условия, в которых формируются композитные частицы с повышенной сорбционной способностью, и условия их кристаллизации в устойчивую минералоподобную матрицу. В работе были использованы растворы нерадиоактивных изотопов, которые близки по своим свойствам к отходам ядерной промышленности», — пояснила она, добавив, что

на следующем этапе исследований будет проведена проверка эффективности полученных композитов на растворах с радиоактивными изотопами этих химических элементов.