РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ХИМИИ TBEPДОГО ТЕЛА
   
| | | | |
| | | |
 22.02.2007   Карта сайта     Language По-русски По-английски
Новые материалы
Экология
Электротехника и обработка материалов
Медицина
Статистика публикаци


22.02.2007

Радиоактивные отходы: компактно, надежно, вечно


21.02.2007

Химики из Нижнего Новгорода разработали новые материалы для хранения или захоронения радиоактивных отходов




Соединениями, которые способны прочно и эффективно связывать плутоний и другие долгоживущие радионуклиды, оказались минералы на основе ортофосфатов.


Своеобразный гибрид мусорной корзины и надежного сейфа для высокоактивных отходов разрабатывают ученые из Нижегородского государственного университета и их коллеги из ФГУП "ГНЦ РФ НИИ атомных реакторов" и ФГУП "ПО "Маяк". Синтезированные ими фосфаты, точнее - ортофосфаты, и керамики на их основе, возможно, станут исключительно эффективными "камерами хранения" для америция, заплутониевых элементов, а также многих продуктов ядерного деления.


Поскольку в конечном итоге лимитирующей стадией в производстве атомной энергии может стать способность - или неспособность человечества справиться со все увеличивающимися объемами радиоактивных отходов, неизбежно приходится разрабатывать технологии, которые позволяли бы либо использовать отдельные их компоненты для пользы человека (например, в медицинских источниках излучений для диагностики и лечения), либо в как можно более компактном и безопасном виде "убирать подальше". Ученые из Нижнего Новгорода и разрабатывают такие методы, которые позволили бы сконцентрировать опасные радионуклиды, использовать которые пока не представляется возможным, в небольших по объему и очень прочных минеральных матрицах на основе фосфатов. Которые представляют собой сложные соли фосфорной кислоты и различных катионов, в том числе урана, тория, других актиноидов, .


Сначала химики разработали методы синтеза простых и сложных фосфатов, одним из компонентов которых были радиоактивные атомы - актиноиды, или их стабильные химические аналоги из числа лантаноидов, а в некоторых случаях еще и цезий. Необходимые реагенты авторы, как правило, добавляли прямо в раствор или расплав, содержащий радионуклиды - то есть в те самые отходы, с которыми нужно что-то делать. Поскольку растворяются такие фосфаты плохо, они выпадают в осадок. Полученный осадок ученые прессовали и отжигали при высокой, от 600 до 1000 градусов, температуре. При этом химики так выбирали условия синтеза, чтобы добиться максимальной степени извлечения наиболее опасных и долгоживущих радионуклидов. И в то же время - наиболее высокой устойчивости полученного керамического материала, как химической, так и радиационной.


Оказалось, что некоторые методы, действительно, позволяют получить исключительно перспективные материалы. Это керамика, кристаллическая структура которой обладает весьма высокой емкостью по отношению к радиоактивным изотопам изученных металлов. Причем исследователи выяснили, например, какой именно должна быть структура матрицы, чтобы катионы металла с тем или иным радиусом как можно более эффективно и прочно в ней удерживались - каким должен быть ее состав и как ее следует готовить. Скажем, оказалось, что керамика со структурой минералов монацита, коснарита, витлокита (геологам, кристаллохимикам и космохимикам хорошо известны эти термины) лучше подходит для того, чтобы фиксировать актиноиды, а катионы щелочных металлов лучше удерживают фосфаты со структурой лангбейнита или того же коснарита.


Интересно, что химическую устойчивость материалов авторы проверяли, выдерживая керамику практически в кипятке (в воде с температурой 90(С ), хотя в реальности таких экстремальных условий в хранилище радиоактивных отходов, разумеется, не будет ( разве что при аварийных ситуациях) - ведь никому не придет в голову устраивать хранилище в гейзере!. Но даже в этом случае, как выяснилось, чтобы выпустить на свободу хотя бы несколько микрограмм опасных радионуклидов с сантиметра поверхности керамики, ее придется кипятить несколько дней подряд. В обычных же условиях на это понадобятся века - и то, это если держать керамику в воде. Что же касается термической и радиационной устойчивости, то и она, как выяснилось, вполне удовлетворяет требованиям, которые предъявляют к отвержденным высокоактивным отходам. Надо надеяться, что полученные исследователями из Нижнего Новгорода знания, и теоретические, и практические, позволят решить хотя бы часть проблем, связанных с высокоактивными отходами ядерных технологий.


"Успех в этой чрезвычайно сложной и "разноликой" проблеме приходит не просто, - говорит доктор химических наук профессор Альбина Орлова. И во многом он оказался возможен благодаря сотрудничеству нижегородских химиков с ведущими предприятиями атомной отрасли, с геологами из МГУ и Черноголовки, с физиками из Дубны, со специалистами научных центров стран Евросоюза и благодаря активному участию молодежи - в том числе аспирантов и студентов".


Источник: Информнаука



Дизайн и программирование N-Studio 
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Chen Wev .  honorary member of ISSC science council

  • Harton Vladislav Vadim  honorary member of ISSC science council

  • Lichtenstain Alexandr Iosif  honorary member of ISSC science council

  • Novikov Dimirtii Leonid  honorary member of ISSC science council

  • Yakushev Mikhail Vasilii  honorary member of ISSC science council

  • © 2004-2019 ИХТТ УрО РАН
    беременность, мода, красота, здоровье, диеты, женский журнал, здоровье детей, здоровье ребенка, красота и здоровье, жизнь и здоровье, секреты красоты, воспитание ребенка рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок медицина, клиники и больницы, болезни, врач, лечение, доктор, наркология, спид, вич, алкоголизм православные знакомства, православный сайт творчeства, православные рассказы, плохие мысли, православные психологи рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок