Сотрудники лаборатории радиохимии Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) им В.И. Вернадского РАН, совместно с коллегами из МГУ им. М.В. Ломоносова, провели исследования, которые позволяют создать основу для разработки метода переработки радия. Извлечение изотопов из долгоживущих радиоактивных отходов является важной проблемой по причине отсутствия подходящих комплексообразователей.
Для этой цели были выбраны краун-эфиры, способные извлекать радий из водных растворов в органические. Для определения наиболее подходящих сред ученые исследовали их поведение в различных двухфазных системах и определили оптимальный состав как экстрагентов, так и экстрагирующей фазы. Результаты исследования опубликованы в журнале Energies.
На сегодняшний день в мире накопилось достаточно большое количество радиоактивных отходов, содержащих в себе радий-226. Он является важным изотопом: его облучение в реакторах и ускорителях заряженных частиц приводит к образованию радионуклидов, применяемых в ядерной медицине, поэтому извлечение радия из отходов для дальнейшего использования представляется востребованной задачей.
Для извлечения радия из радиоактивных отходов учеными был выбран такой класс органических соединений, как краун-эфиры (Рис. 1), способные образовывать прочные комплексы с катионами щелочных и щелочноземельных металлов; в частности, для радия был выбран 18-краун-6 и его производные. Для определения подходящих условий извлечения была проделана работа по исследованию поведения краун-эфиров в двухфазной системе, содержащей воду и различные органические жидкости. Для отслеживания краун-эфиров, в них была предварительно внесена метка трития по разработанному в МГУ методу.
Коэффициенты распределения 18-краун-6 между водой и указанными органическими фазами после 1 часа контакта
В результате исследований было определено, что для извлечения радия лучше всего использовать краун-эфиры, имеющие в своем составе гидрофобные группы. В качестве органической фазы, в которую перейдут комплексы краун-эфиров с радием, наиболее подходящей являются алканы, в состав которых входят хлор и прочие галогены.
Таким образом, полученные результаты являются основой для разработки способа извлечения радия из радиоактивных отходов, что на сегодняшний день является важной и актуальной задачей.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ.