Ученые Школы естественных наук (ШЕН) Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) в сотрудничестве с коллегами из Института химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВО РАН) предложили простую технологию синтеза сорбента на основе композитного порошка из «вольфрамовой бронзы» (Na2WO4). С его помощью можно очищать техническую и питьевую воду от опасных радионуклидов цезия (137Cs) и стронция (90Sr), а также перерабатывать жидкие радиоактивные отходы. Статья об этом опубликована в Journal of Material Science.
Новый композитный сорбент может быть использован в виде гранул или специальных пористых таблеток для фильтров там, где концентрация опасных радионуклидов выше допустимого. Это, в первую очередь, очистка жидких радиоактивных отходов атомных станций и ликвидация последствий техногенных аварий.
Разработка позволяет решить одну из насущных проблем современной радиоэкологии — удаление из природных объектов опасных радионуклидов цезия (137Cs) и стронция (90Sr), которые способны накапливаться в организме, замещая калий и кальций. Использованный сорбент предлагают спекать в высокоплотную керамику для последующего безопасного захоронения.
«Мы разработали несколько вариантов применения сорбента: в статическом варианте гранулы на основе порошка «вольфрамовой бронзы» можно просто вводить в объем загрязненных водных объектов, в динамическом режиме пористые таблетки сорбента можно использовать как наполнитель проточных фильтров. Высокую эффективность фильтрации мы подсчитали методами для определения остаточного количества радионуклидов в водных растворах, очищенных сорбентом, а также количества радионуклидов, которые были задержаны в самом сорбенте. Эти методы частично разработаны в рамках государственного задания, выполняемого Институтом химии ДВО РАН. Физико-химические свойства материала исследованы на высококлассном оборудовании производства Shimadzu (Япония). По нашему мнению, эксплуатационные свойства сорбционного материала не уступают аналогам, произведенным по более дорогостоящим технологиям. Это дает надежду, что наш метод синтеза будет воспринят представителями промышленности как более практичный и технологически эффективный», — рассказывает аспирант ШЕН ДВФУ Артур Драньков.
Ученый отметил, что при необходимости сорбенты могут служить пять и более циклов, для этого нужно проводить их регенерацию, очистку.
Разработка технологии перевода отработанных сорбентов из «вольфрамовой бронзы» (Na2WO4) в высокоплотную керамику станет вторым этапом работ по гранту Российского фонда фундаментальных исследований для молодых ученых, обучающихся в аспирантуре (руководитель гранта — директор ШЕН ДВФУ, член-корреспондент РАН Иван Тананаев).
Ученые надеются, что финальным результатом работ по гранту станет экономически обоснованная технология, гарантирующая экологическую безопасность при обращении с радиоактивными отходами.
Направление Material Science, включающее исследования в области новых технологий и материалов, определено в Дальневосточном федеральном университете как одно из приоритетных и ориентировано на решения принципиально новых научно-технологических задач, которые находятся на переднем крае современной науки. Исследования в области материаловедения являются важным аспектом в реализации стратегической цели по развитию университета как лидера в научно-образовательный и технологической деятельности на российском Дальнем Востоке, центра трансфера технологий и инновационной в Азиатско-Тихоокеанском регионе.