Красноярские ученые нашли простой способ обезопасить радиоактивные отходы
Экономичный метод отверждения жидких радиоактивных отходов с высоким содержанием цезия и стронция разработали ученые Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета. Утилизация отходов происходит в щелочной среде при относительно низкой температуре с использованием алюмосиликатных микросфер, выделенных из летучих зол от сжигания угля.
Предприятия по переработке отработавшего ядерного топлива производят большие объемы щелочных радиоактивных отходов, содержащих радионуклиды цезия и стронция. Существующие технологии отверждения предварительно снижают их активность с помощью селективного извлечения радионуклидов. Это приводит к появлению вторичных радиоактивных отходов. Такая многостадийная переработка требует значительных ресурсов и не всегда эффективна.
Красноярские химики предложили подход, который позволяет в одну стадию перевести содержащиеся в отходах радионуклиды цезия и стронция в нерастворимую минералоподобную форму и одновременно снизить их концентрацию в растворе. Процесс обработки щелочных растворов проводится при температуре не выше 150°С в присутствии полых алюмосиликатных микросфер, также известных как «ценосферы». Такие микросферы получают из обычной летучей золы, образующейся при сжигании угля. В их состав входят алюминий, кремний, примеси других металлов, которые при определенных условиях способны вступать в химические реакции с цезием и стронцием, сообщает пресс-служба КНЦ СО РАН.
«В результате гидротермальной обработки в закрытом объеме при взаимодействии алюмосиликатного стекла микросфер с растворенными цезием и стронцием образуются кристаллические микросферы, — говорит ведущий научный сотрудник Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН Татьяна Верещагина. — В них цезий включается в состав минералов поллуцит и анальцим, а стронций — в силикат стронция. При этом степень извлечения радиоактивных элементов из щелочных растворов достигает 90–99%».
Новую технологи юможно использовать для переработки низкоактивных щелочных отходов и растворов цезия или стронция высокой активности.
Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Nuclear Materials.