Российские ученые разрабатывают безопасный способ захоронения радиоактивных отходов

Ученые химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова изучили механизмы взаимодействия радиоактивных элементов с образцами глин различных месторождений России и Индии и выяснили, что глина является перспективным материалом для создания барьерной системы захоронения радиоактивных отходов. Результаты работы химики представили в журнале Applied Geochemistry.

«Важнейшим фактором, определяющим будущее ядерной энергетики, является развитие безопасных технологий обращения с радиоактивными отходами, в том числе их захоронение в геологических условиях. Во многих странах мира, включая Россию, принята концепция захоронения отходов в глубинные геологические формации с использованием многобарьерной системы, которая служит для предотвращения неуправляемого поступления радионуклидов из зоны хранилищ», — рассказала Анна Романчук, один из авторов статьи, кандидат химических наук. Руководил работой профессор и заведующий кафедрой радиохимии химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова, член-корреспондент РАН, доктор химических наук Степан Калмыков.

Для создания таких барьеров хорошо подходят глины ввиду их высоких сорбционных свойств и низкой гидравлической проницаемости, которые сдерживают поступление радионуклидов из хранилищ.

Ученые исследовали образцы глин различных месторождений России и Индии. В ходе работы химики определяли механизмы взаимодействия радионуклидов с глинами и влияние различных кристаллических фаз на их физико-химические свойства. В частности, ученые исследовали долгоживущий нептуний-237. Период полураспада этого радиоактивного элемента составляет 2,14 млн лет.

Химики исследовали зависимости сорбции радионуклидов от рН и ионной силы раствора с применением мессбауэровской спектрометрии и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Ученые показали, что на сорбцию такого долгоживущего радионуклида, как нептуний, оказывают влияние даже незначительные примеси (менее 3%) оксидов железа: гетита и гематита.

«Нам удалось предложить термодинамическую модель, которая адекватно описывает поведение нептуния на границе раздела вода — глинистые минералы. Это дает возможность предсказывать сорбционное поведение нептуния в различных геохимических условиях и делать заключение о перспективности использования тех или иных глин для создания систем инженерных барьеров в местах размещения хранилищ радиоактивных отходов», — сказала Анна Романчук.

Работа выполнена совместно с коллегами из ядерного центра BARC в Мумбаи и Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН в Москве.