Ученый НИЯУ МИФИ в составе международного научного коллектива разработал новый абсорбент для очистки жидких радиоактивных отходов. Исследование опубликовано в научном журнале Journal of Molecular Liquids.
Жидкие радиоактивные отходы образуются на всех этапах работы атомной электростанции. Просто сбрасывать их в окружающую среду нельзя, поскольку за счет естественных процессов радиоактивные изотопы могут концентрироваться в телах животных и человека.
На сегодняшний день один из основных способов очистки таких отходов – применение фильтров, способных поглощать радиоактивные компоненты. Для каждого загрязнителя нужно подбирать специальный, нацеленный на него абсорбент, и каждый год появляются новые, более эффективные разработки, сообщил один из авторов исследования, профессор НИЯУ МИФИ Константин Катин.
«Мы давно совершенствуем абсорбенты, нацеленные на поглощение иона уранила UO22+ – главного ураносодержащего соединения, растворенного в отходах. При выборе абсорбента важно учитывать не только физико-химические, но и экономические соображения, выгодно использовать сырье, добываемое в том же регионе, где будет производиться очистка отходов. По этому пути пошли специалисты из Марокко, инициировавшие данное исследование», - рассказал он.
Ученый отметил, что Марокко активно сотрудничает с Госкорпорацией «Росатом»: на территории Королевства планируется строительство атомной станции. Кроме того, Росатом реализует проекты в области опреснения и очистки воды, что очень важно с учетом природных особенностей Марокко.
Исследователи рассмотрели композиты на основе хитозана, метакаолина (продукт переработки белой глины) и марокканского горючего сланца, который добывается в Тарфае (Марокко).
«Помимо собственного абсорбционного действия, сланец приводит к вспениванию геополимера и увеличивает его пористость. В сочетании с хитозаном – распространенным неселективным абсорбентом, содержащем множество активных функциональных групп, геополимер и сланец обеспечивают синергический эффект, повышая и емкость, и селективность композитного абсорбента», – пояснил Константин Катин.
Ученым удалось достичь поглощения уранила 0,236 моль/кг, причем абсорбция проходила как в кислой, так и в щелочной среде, что доказывает универсальность полученного композита. Характерное время, необходимое для насыщения абсорбента, составляет несколько часов.
Проведенное в НИЯУ МИФИ молекулярное моделирование позволило понять детали процесса абсорбции на молекулярном уровне и объяснить результаты, полученные при помощи сканирующей туннельной микроскопии, анализа ИК спектров, дифракции рентгеновских лучей и термогравиметрического анализа.
Научная группа продолжает работу над совершенствованием абсорбентов для уранила. Главная цель ученых – обеспечить надежную очистку жидких радиоактивных отходов во всех регионах присутствия Росатома.