Ученые исследовали безопасность захоронения радиоактивных отходов
Последствия контакта захороненных радиоактивных отходов с подземными водами и возможного разрушения хранилища или нарушения его герметичности экспериментально исследовали ученые Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН, 2 июня сообщает пресс-служба Минобрнауки России.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Ceramics International.
Одной из важнейших задач атомной промышленности является безопасная утилизация радиоактивных отходов. В настоящее время еще не построены подземные глубинные захоронения таких отходов, но в рамках реализации программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2016–2020 годы и на период до 2030 года» такое захоронение должно быть построено.
В таком хранилище изоляцию радиоактивных отходов предлагается осуществлять с помощью остекловывания боросиликатными и фосфатными стеклами, которые достаточно прочны и мало восприимчивы к воздействию радиации. При таком хранении значительно уменьшается объем радиоактивных отходов, что экономит место в хранилищах.
При остекловывании отходов формируется так называемая стекломатрица, которую затем «запечатывают» герметизирующей глиной.
В своей статье авторы сообщают, что в настоящее время перспективным материалом для использования в качестве инженерного герметизирующего барьера при строительстве глубоких геологических хранилищ рассматривается бентонитовая глина, обладающая отличными водонепроницаемыми свойствами.
Однако некоторые другие свойства этого материала, проявляющиеся после контакта с грунтовыми водами, могут стать огромной проблемой при долгосрочном захоронении радиоактивных отходов. Именно возможные результаты таких взаимодействий и их последствия стали предметом исследования ученых ГЕОХИ РАН.
Проведенные ими эксперименты показали, что взаимодействие стекломатрицы, в которую помещаются радиоактивные отходы, с грунтовыми водами, прошедшими сквозь глинистый инженерный барьер, приводит к образованию на ее поверхности хрупкого коррозийного слоя.
При этом наиболее ярко выраженным оказалось воздействие на стекломатрицу именно бентонитовой воды. Она может образоваться в хранилище, если произойдет его разгерметизация с течением времени или в результате какой-либо аварийной ситуации.
Младший научный сотрудник лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН Анна Фролова рассказала:
«Мы изучили влияние процесса вымывания образцов алюмофосфатного, алюможелезофосфатного и боросиликатного стекла при взаимодействии с модельными растворами подземных вод при повышенной температуре, имитирующей альфа-распад включенных в стекло отходов. Используемые воды имитировали проход через глинистые инженерные барьеры различной природы. Мы выяснили, что все образцы стекла при взаимодействии с модельной водой имеют тенденцию к образованию хрупкого коррозионного слоя, а также к структурным изменениям, что наиболее выражено при взаимодействии с бентонитовой водой».
Для того чтобы, сохраняя уплотнительные свойства бентонита, уменьшить агрессивное воздействие его растворов, исследователи предлагают использовать смешанный глинистый барьер. Подбор состава такого барьера станет следующим этапом исследования.
