Группа ученых из НИЯУ МИФИ, в сотрудничестве с международным научным коллективом, успешно создала новый абсорбент, предназначенный для эффективной очистки жидких радиоактивных отходов. Детали данного исследования опубликованы в журнале Journal of Molecular Liquids.
Жидкие радиоактивные отходы становятся неотъемлемой частью производственных процессов на атомных электростанциях. Их выкидывание в окружающую среду недопустимо, учитывая, что радиоактивные изотопы способны накапливаться в организмах животных и человека.
На данный момент применение фильтров, способных поглощать радиоактивные компоненты, является одним из основных методов обработки таких отходов. Тем не менее, для каждого вида загрязнителя требуется свой специализированный абсорбент, и каждый год появляются более эффективные разработки. Об этом рассказал профессор Константин Катин, один из авторов исследования.
"Мы продолжаем работу по совершенствованию абсорбентов, ориентированных на ион уранила UO22+ - основного урансодержащего соединения в радиоактивных отходах. При выборе абсорбента необходимо учитывать не только физико-химические параметры, но и экономическую целесообразность, используя сырье из того же региона, где будет проводиться обработка отходов. В этом исследовании наши коллеги из Марокко успешно применили подобный подход", - пояснил он.
Как отметил ученый, Марокко тесно сотрудничает с Госкорпорацией "Росатом", включая строительство атомной станции на своей территории. Кроме того, "Росатом" реализует проекты по очистке и опреснению воды, что имеет важное значение, учитывая природные особенности Марокко.
В ходе исследования были изучены композиты, включающие хитозан, метакаолин (продукт переработки белой глины) и марокканский горючий сланец, добываемый в Тарфае (Марокко).
"Помимо абсорбционных свойств, сланец стимулирует вспенивание геополимера и повышает его пористость. В сочетании с хитозаном - широко используемым абсорбентом с различными активными функциональными группами - геополимер и сланец обеспечивают синергетический эффект, увеличивая как емкость, так и селективность композитного абсорбента", - пояснил Константин Катин.
Научным коллективам удалось достичь поглощения уранила объемом 0,236 моль/кг, причем процесс абсорбции успешно проходил как в кислой, так и в щелочной среде, что свидетельствует о универсальности созданного композита. Характерное время насыщения абсорбента составляет несколько часов.
Молекулярное моделирование в НИЯУ МИФИ позволило более глубоко понять процесс абсорбции на молекулярном уровне и разъяснить результаты, полученные с использованием сканирующей туннельной микроскопии, анализа ИК-спектров, дифракции рентгеновских лучей и термогравиметрического анализа.
Научная группа продолжает свою работу по усовершенствованию абсорбентов для уранила с целью обеспечения надежной очистки жидких радиоактивных отходов в различных регионах, где осуществляются проекты Госкорпорации "Росатом".