Сотрудники лаборатории радиохимии Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН изучили сорбцию радионуклидов 137Cs (цезий), 239Pu (плутоний) и 237Np (нептуний) на горных породах Нижнеканского массива — участка «Енисейский», — в условиях, имитирующих среду глубинного захоронения радиоактивных отходов.
Получены параметры, характеризующие сорбционные свойства пород по отношению к исследованным радионуклидам в условиях влияния повышенных температур среды.
Кроме того, рассмотрено влияние катионов калия и магния, которые могут присутствовать в растворах при контакте магний-калий-фосфатного компаунда, разработанного в ГЕОХИ РАН для надёжной изоляции радиоактивных отходов, с подземной водой. Результаты исследования опубликованы в журнале «Атомная энергия».
Исследование миграции радионуклидов в среде вмещающих пород является ключевым фактором для обоснования безопасности глубинного захоронения радиоактивных отходов. В России в качестве объекта изоляции радиоактивных отходов выбран участок «Енисейский» Нижнеканского массива (Красноярский край). Одним из основных процессов, контролирующих миграцию радионуклидов, является их сорбция минеральными фазами вмещающих пород.
Сорбционные свойства вмещающих пород были изучены на примере природного цельного образца породы с участка «Енисейский», поверхность которого контактировала с растворами, содержащими радионуклиды.
Установлены количественные параметры сорбции 137Cs, 239Pu и 237Np на породах в зависимости от температуры и ионной силы растворов после выщелачивания магний-калий-фосфатного компаунда, разработанного в ГЕОХИ РАН для отверждения радиоактивных отходов разного типа. В работе установлены различия во влиянии катионов К+ и Mg2+ на сорбцию цезия на породе. Показано, что с увеличением температуры эффективность сорбции 239Pu и 237Np на породе увеличивается, тогда как сорбция 137Cs практически не изменяется.
«Полученные результаты имеют важное значение для оценки долгосрочной безопасности глубинного захоронения радиоактивных отходов и разработки мер по минимизации миграции радионуклидов в окружающую среду»,— прокомментировала младший научный сотрудник лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН кандидат химических наук Анастасия Родионова.
Исследования проведены при финансовой поддержке РНФ.