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 Journal of Molecular Liquids.
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.
Атомистическая модель вермикулита с адсорбировавшимся на нем уранилом UO2
“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.
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 количество 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.
