Специалисты Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета представили экономичный подход к отверждению жидких радиоактивных отходов, особенно богатых цезием и стронцием. Утилизация реализуется в щелочных условиях при низких температурах с применением алюмосиликатных микросфер, извлекаемых из угольной золы.
Вызовы переработки радиоактивных отходов
Переработка ядерного топлива и остановка реакторов на быстрых нейтронах генерируют огромные объемы щелочных отходов с цезием и стронцием. Традиционные методы требуют многоэтапной обработки для снижения активности, что создает вторичные отходы, является дорогостоящим и не гарантирует высокой эффективности.
Прорывной подход красноярских исследователей
Ученые из Красноярска разработали принципиально новую одностадийную технологию. Она позволяет прямо в растворе перевести цезий и стронций в нерастворимые минералоподобные соединения и значительно понизить их концентрацию. Процесс протекает при температурах до 150 градусов Цельсия с использованием полых алюмосиликатных микросфер ценосфер.
Эффективное взаимодействие микросфер
Ценосферы, полученные из обычной угольной золы, состоят из алюмосиликатного стекла с добавками металлов. В условиях гидротермальной обработки в замкнутом объеме это стекло взаимодействует с растворенными цезием и стронцием, формируя кристаллические структуры.
Исключительные результаты иммобилизации
Как подчеркнула ведущий научный сотрудник ИХХТ ФИЦ КНЦ СО РАН, доктор химических наук Татьяна Верещагина: Образование минералов поллуцит и анальцим включает цезий, а стронций связывается в силикат. Эффективность извлечения опасных элементов достигает впечатляющих 90-99 процентов.
Перспективы внедрения технологии
Предложенный метод открывает оптимистичные перспективы для переработки как слабоактивных щелочных отходов, так и растворов высокой активности, содержащих цезий или стронций. Разработка велась в рамках госпрограммы научных исследований.
Иллюстрация: Tatiana A. Vereshchagina, Ekaterina A. Kutikhina, Yana Yu Chernykh, Leonid A. Solovyov, Anatoly M. Zhizhaev, Sergei N. Vereshchagin, Alexander G. Anshits, One-step immobilization of cesium and strontium from alkaline solutions via a facile hydrothermal route/Journal of Nuclear Materials, Volume 510, 2018
Источник: scientificrussia.ru
