В МИФИ создали новый абсорбент для очистки жидких радиоактивных отходов
Новый абсорбент для удаления из жидких радиоактивных отходов шестивалентного урана разработал в составе международного научного коллектива специалист Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ), 23 января сообщает пресс-служба вуза.
Результаты исследования абсорбента были представлены в статье «Новый геополимерный композит на основе горючих сланцев и хитозана для усиленной адсорбции урана (VI): экспериментальные и теоретические подходы», опубликованной в Journal of Molecular Liquids.
В процессе работы атомной электростанции образуются жидкие радиоактивные отходы, которые в целях безопасности необходимо постоянно удалять. Но прямо сбрасывать их в окружающую среду нельзя, так как радиоактивные изотопы могут со временем накапливаться в телах животных и человека.
Один из авторов исследования, профессор НИЯУ МИФИ Константин Катин рассказал, что в настоящее время одним из основных способов очистки таких отходов от радиоактивных веществ является использование фильтров, которые могут их поглощать. При этом каждый радиоактивный загрязнитель требует специально нацеленного на него абсорбента. Поэтому каждый год появляются всё новые, более эффективные разработки.
«Мы давно совершенствуем абсорбенты, нацеленные 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», — сообщил Константин Катин.
Ученый отметил активное сотрудничество Марокко с госкорпорацией «Росатом». В настоящее время на территории этого королевства запланировано строительство атомной станции. Также Росатом реализует проекты по опреснению и очистке воды, что для Марокко очень важно, учитывая природные особенности его территории.
Поэтому исследователи выбрали для композитов абсорбентов в качестве основы хитозан, метакаолин (продукт обжига обогащенной белой глины) и марокканский горючий сланец.
Как пояснил Константин Катин, «помимо собственного абсорбционного действия, сланец приводит к вспениванию геополимера и увеличивает его пористость. В сочетании с хитозаном — распространенным неселективным абсорбентом, содержащим множество активных функциональных групп, геополимер и сланец обеспечивают синергический эффект, повышая и емкость, и селективность композитного абсорбента».
В результате экспериментов, ученые добились высокой степени поглощения уранила абсорбентом — 0,236 моль/кг. Поскольку абсорбция эффективно проходила как в кислой, так и в щелочной среде, это доказывает универсальность разработанного композита. Время, необходимое для насыщения абсорбента, обычно составляет несколько часов.
Молекулярное моделирование, которое было проведено специалистами НИЯУ МИФИ, позволило разобраться в деталях процесса абсорбции на молекулярном уровне и объяснить результаты, полученные с помощью сканирующей туннельной микроскопии, анализа инфракрасных спектров, дифракции рентгеновских лучей и термогравиметрического анализа.
В планах научной группы продолжение работы по совершенствованию абсорбентов для уранила, с цель которой обеспечить надежную очистку жидких радиоактивных отходов в Марокко и во всех других регионах присутствия Росатома.
