Что, если мы скажем вам, что обычная зола от сжигания угля может помочь в решении одной из самых сложных проблем атомной энергетики? Ученые из Красноярского научного центра СО РАН разработали уникальный материал, который способен безопасно «запечатывать» радиоактивные отходы. И сделали они его из угольной золы.
Исследователи создали специальные композитные сорбенты на основе полых микросфер из золы (ценосфер). Эти материалы, как умная губка, могут одновременно «вылавливать» из растворов опасные изотопы цезия и стронция — одни из самых проблемных продуктов атомной промышленности. Но и это еще не всё! После того как сорбент выполнил свою работу, его можно превратить в прочную минералоподобную форму. Проще говоря, прогнав через высокотемпературную обработку, ученые получают стабильный искусственный минерал, в кристаллическую решетку которого намертво встроены радиоактивные «гости». Развитие атомной энергетики невозможно без разработки технологий переработки радиоактивных отходов.
Почему это важно?
Безопасность: такие минералоподобные матрицы чрезвычайно устойчивы и идеально подходят для долгосрочного и безопасного захоронения в глубинных геологических хранилищах, подобных строящемуся вблизи Железногорска объекта окончательной изоляции РАО 1 и 2 классов.
Экология: технология решает две проблемы сразу — утилизирует угольную золу и перерабатывает радиоактивные отходы.
Эффективность: это еще один важный шаг к созданию комплексных технологий для переработки больших объемов жидких радиоактивных отходов.
«В результате ряда химических преобразований мы впервые получили из присутствующих в угольной золе ценосфер композитные частицы, в состав которых входят цеолит типа анальцим и гидратированный диоксид циркония, связывающие цезий и стронций из раствора. Также мы определили условия, в которых формируются композитные частицы с повышенной сорбционной способностью, и условия их кристаллизации в устойчивую минералоподобную матрицу. Мы разработали различные составы композитных частиц на основе ценосфер для улавливания из отходов не только радионуклидов цезия и стронция, но и актиноидов. В работе были использованы растворы нерадиоактивных изотопов, которые близки по своим свойствам к отходам ядерной промышленности. На следующем этапе необходимо проверить эффективность полученных композитов на растворах с радиоактивными изотопами этих химических элементов», — рассказала о результатах работы доктор химических наук ведущий научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН Татьяна Верещагина.
Представленные результаты — это часть комплексной работы красноярских химиков по разработке технологий обращения с радиоактивными отходами с использованием микросферических компонентов зольных отходов тепловой энергетики. Ранее, используя алюмосиликатные микросферы, они показали возможность отверждения жидких радиоактивных отходов, содержащих цезий и стронций, в одностадийном автоклавном процессе. Шаг за шагом исследователи приближаются к решению задачи по эффективной переработке больших объемов радиоактивных отходов.
Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса, который объединит научные институты, университеты и промышленные предприятия, и обеспечит быстрый переход от лабораторных исследований к реальному производству. Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
#НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке