Молодой ученый Константин Катин, доцент кафедры физики конденсированных сред Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ вместе с коллегами из Республиканского университета Сиваса (Турция) создал и исследовал новый композитный материал для извлечения урана из жидких радиоактивных отходов. Работа опубликована в высокорейтинговом научном журнале Journal of Molecular Liquids.
В атомной энергетике довольно остро стоит проблема очистки жидких радиоактивных отходов, которые могут загрязнять окружающую среду. Как рассказал Костин, в таких отходах уран присутствует в виде иона уранила UO2, и для его извлечения потребовалось разработать специальный адсорбент на основе экологически безопасного природного материала.
"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", — пояснил ученый.
Этот композитный материал на 24 часа поместили в раствор, загрязненный радиоактивным уранилом. За это время ионы уранила успевали адсорбироваться на композит, который затем 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 количество необходимых экспериментов", — рассказал Катин.
Теперь исследователи анализируют целесообразность применения композитного материала в смежной области — для извлечения урана из морской воды. Здесь главная проблема состоит в том, что его содержание не превышает трех атомов на миллиард других. Тем не менее ученые надеются, что благодаря новому адсорбенту такой способ добычи урана окажется не запредельно дорогим.
Помимо этого, авторы исследования разрабатывают несколько улучшенных адсорбентов на основе вермикулита.
