Разработана технология консервации органических жидких РАО

Ученые Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) провели исследование, в ходе которого продемонстрировали возможность отверждения органических жидких радиоактивных отходов (ОЖРО) в магний-калий-фосфатный компаунд. В числе авторов новой разработки – заместитель директора по научной работе ФГБУН Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН), доктор химических наук Сергей Винокуров, член Общественного совета Росатома.

В последние годы проблема обращения с радиоактивными отходами, номенклатура которых расширяется, становится все более актуальной. Обращение с ОЖРО, в том числе с теми, которые образуются на предприятиях ядерного топливного цикла, – сложная и дорогостоящая задача, требующая применения технологий, обеспечивающих безопасность окружающей среды и здоровья человека. Несмотря на то, что объем накапливаемых ОЖРО меньше объема других типов радиоактивных отходов, они представляют серьезную экологическую угрозу, потому что содержат высокотоксичные радионуклиды, летучи и горючи.

На сегодняшний день не существует промышленных технологий для переработки таких отходов, что вынуждает длительно хранить их в металлических контейнерах. При этом существует риск утечек и загрязнения окружающей среды. В ответ на эту проблему МАГАТЭ рекомендует применять технологии, которые включают концентрирование и консервацию радиоактивных примесей. Одним из наиболее перспективных подходов является иммобилизация ОЖРО в твердые устойчивые матрицы с предварительной стадией адсорбции на твердом сорбенте.

Для отверждения имитатора отработанного трибутилфосфата в додекане (органическом веществе класса алканов) исследователи апробировали магний-калий-фосфатный компаунд. Авторы определили нормируемые показатели качества отвержденных ОЖРО: прочность на сжатие полученных образцов, их водостойкость после 90-суточного погружения в воду, устойчивость к термическим циклам замораживания/оттаивания в диапазоне от –40 до +40 °С и устойчивость образцов к выщелачиванию компонентов отходов при вероятном контакте компаунда с водой.

«Основа компаунда – это синтетический аналог природного минерала К-струвит, ранее уже показавший свою эффективность при обращении с разными типами радиоактивных отходов. Мы нашли условия эффективного отверждения ОЖРО с использованием компаунда после предварительной адсорбции отходов на сорбенте аэросил (SiO2). Установлены высокие показатели качества полученных компаундов с включенными ОЖРО, прежде всего показана низкая скорость выщелачивания радионуклидов. Это говорит о надежности магний-калий-фосфатного компаунда, который может стать эффективным решением для безопасного обращения с ОЖРО», – рассказала один из авторов исследования, старший научный сотрудник лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН, кандидат химических наук Светлана Фимина.

Исследователи отмечают, что применение магний-калий-фосфатного компаунда может стать надежным решением при обращении с ОЖРО. Результаты экспериментов свидетельствуют о высокой стабильности получаемого компаунда с иммобилизованными ОЖРО и его способности эффективно удерживать радионуклиды. Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ.