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, сообщает пресс-служба МГУ имени М.В. Ломоносова. Результаты работы химики представили в журнале AppliedGeochemistry.

«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, сотрудник кафедры радиохимии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

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 радионуклидовот 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.