Специалисты госкорпорации "Росатом" предложили эффективный метод переработки радиоактивных донных отложений, обеспечивающий экологически безопасное их хранение.
Фото: Дмитрий Лебедев, Коммерсантъ / купить фото
В связи с развитием атомной энергетики и масштабным производством радиоактивных изотопов все более актуальной является нейтрализация радиоактивных отходов, в частности, загрязненных радионуклидами донных отложений. Геохимическая роль донных отложений двояка — они могут как депонировать радионуклиды (и способствовать самоочищению воды), так и десорбировать их (загрязнять воду). Однако неправильно полагаться на природные процессы самоочищения. Поэтому в странах с развитой атомной индустрией серьезно относятся к этой проблеме и разрабатывают соответствующие технологии.
Существует способ переработки жидких отходов, содержащих радионуклиды, который заключается в окислительной обработке посредством озонирования в присутствии катализатора. Иногда жидкие отходы вначале отверждают и сушат, а получившийся твердый материал проходит обработку при 1350-1500°C. Для этих двух и прочих способов характерна трудоемкость процесса и потребность в сложном оборудовании.
Суть предложенного специалистами "Росатома" нового способа состоит в смешении отходов с веществом, обеспечивающим их заключение в керамическую магний-калий-фосфатную матрицу (МКФ-матрица).
При микроскопическом исследовании шлифа МКФ-матрицы с включенными донными отложениями на участке, близком к поверхности образца, видно, что в поре, имеющей выход на поверхность, наблюдается рост кристаллов, постепенно ее заполняющих. Процессы формирования новообразований происходят в основном за счет внутренней перекристаллизации.
Таким образом, в процессе длительного нахождения под водой отвержденной МКФ-матрицы с радиоактивными отходами на ее поверхности и в поверхностных порах материала интенсивно происходят процессы образования новых кристаллических фаз. Это приводит к упрочнению и снижению пористости МКФ-матрицы. В целом происходящие техногенные процессы подобны формированию более стабильных новообразованных кристаллических фаз в геологической среде, что подтверждают данные по низкой скорости выщелачивания радионуклидов из образцов донных отложений, отвержденных в МКФ-керамику.