В НИЯУ МИФИ разработали материал для очистки жидких радиоактивных отходов

Молодой ученый, доцент кафедры физики конденсированных сред Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике (ИНТЭЛ) НИЯУ МИФИ Константин Катин в сотрудничестве с зарубежными коллегами создал и исследовал новый композитный материал для извлечения урана из жидких радиоактивных отходов. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом научном журнале iJournal of Molecular Liquds https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.118727.

Сегодня в атомной энергетике существует проблема очистки жидких радиоактивных отходов, которые могут загрязнять окружающую среду. В таких отходах уран присутствует в виде иона уранила UO2, и для его извлечения потребовалось разработать специальный адсорбент на основе экологически безопасного природного материала, сообщил Константин Катин.

«Мы взяли за основу вермикулит – эластичный слоистый минерал, похожий на глину, который и раньше использовался для поглощения радиоактивных загрязнителей и гамма-излучения. Методом полимеризации в водном растворе мы получили композит на основе вермикулита и полиакриламида, который по своим характеристикам превосходит известные адсорбенты. Его адсорбционная емкость по отношению к уранилу достигает 0.38 моль/кг», - рассказал он РИА Новости.

Ученые помещали полученный композитный материал в раствор, загрязненный радиоактивным уранилом, на 24 часа. За это время ионы уранила успевали адсорбироваться на композит. Затем его исследовали методами инфракрасной спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии.

«При разработке нового материала мы применяли серии теоретических подходов и компьютерного моделирования. Это удешевило его создание в несколько раз, радикально сократив количеств необходимых экспериментов», - подчеркнул Константин Катин.

Сегодня исследователи анализируют целесообразность применения композитного материала в смежной области, для извлечения урана из морской воды. Главная проблема, по их мнению, состоит в том, что содержание урана в морской воде составляет всего 3 атома урана на миллиард других атомов. Ученые предполагают, что благодаря эффективности нового адсорбента, способ добычи урана из морской воды не будет запредельно дорогим.

Также авторы исследования разрабатывают несколько улучшенных адсорбентов на основе вермикулита.

 Работа выполнена в сотрудничестве с учеными из Республиканского университета Сиваса (город Сивас, Турция).

На рисунке изображена атомистическая модель вермикулита с адсорбировавшимся на нем уранилом UO2. Радиоактивный уран показан черным цветом. 

Источник: https://ria.ru/20220317/mifi-1778476149.html