Обычные фильтры для жидких радиоактивных отходов в соленой воде быстро «слепнут»: насыщаются безвредными солями и перестают ловить радиацию. Российские ученые придумали, как обойти эту ловушку. Они вырастили из отходов обогащения титановых руд «умный» сорбент, который даже в крепком рассоле выхватывает из раствора опасные изотопы — цезий-137 и стронций-90. В работе участвовали пять научных организаций, от Института геологии Коми НЦ УрО РАН до Института физической химии и электрохимии имени Фрумкина РАН.
Секрет — в способе приготовления. За исходный материал взяли гидратный осадок, побочный продукт переработки кварц-лейкоксеновых руд: по сути смесь оксидов титана и кремния. Порошок отправили в стальной автоклав, залили щелочным раствором и нагрели до 250 градусов. Дальше началась управляемая эволюция. Сначала, на одном гидроксиде натрия, вырос ситинакит — минерал с тесноватыми каналами. Потом в «ванну» добавили гидроксид калия: ионы калия встроились в решетку, и ситинакит превратился в иванюкит с трехмерной системой туннелей из восьмичленных колец диаметром 3,5 ангстрема. Крупный цезий свободно заходит в эти просторные каналы и намертво там закрепляется, а мелкий натрий вымывается, ничему не мешая. И соль тут, как ни странно, союзник: посторонние ионы экранируют отталкивание одинаково заряженных сорбента и цезия, позволяя тому подобраться к входу в канал. Ученые фактически сжали миллионы лет природных превращений минералов — тех, что слагают хибинский массив, — в несколько часов лабораторного синтеза.
По сорбционным характеристикам новый материал не уступает лучшим мировым аналогам: коэффициент распределения, показатель эффективности захвата, достигает десяти тысяч кубических сантиметров на грамм даже в модельной морской воде. Насыщенный радиацией сорбент можно обжечь — он превратится в сверхпрочную керамику типа Synroc, которая запечатает радиоактивные атомы в своей решетке на тысячи лет. Есть и экономический бонус: сырьем служит невостребованный ранее промышленный отход, так что производственный цикл замыкается. Первый автор исследования Игорь Перовский из Института геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН считает, что технология открывает перспективы для освоения Ярегского месторождения. Работа опубликована в журнале Chemical Engineering Journal и поддержана Минобрнауки.
Источник: poisknews.ru
Хотите ежедневно видеть хотя бы одну хорошую новость? Подпишитесь:
