В его основе лежит экологически безопасный природный минерал вермикулит
Новый композитный материал для очистки жидких радиоактивных отходов создал Константин Катин, доцент кафедры физики конденсированных сред Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике (ИНТЭЛ) НИЯУ МИФИ. Он работал совместно с учеными из Республиканского университета Сиваса (Турция). Результаты исследования опубликованы в научном издании Journal of Molecular Liquids.
Очистка жидких радиоактивных отходов, загрязняющих окружающую среду, – одна из актуальных проблем атомной энергетики. Созданный адсорбент на основе экологически безопасного природного материала, по словам Константина Катина, поможет извлекать из таких отходов уран, присутствующий в виде иона уранила UO2.
Атомистическая модель вермикулита с адсорбировавшимся на нем уранилом UO2. Радиоактивный уран показан черным цветом.
«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 доцент.
Полученный композитный материал ученые поместили на сутки в загрязненный радиоактивным уранилом раствор. Ионы уранила адсорбировались на композит, который затем ученые 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», – объяснил Константин Катин.
Теперь ученые анализируют целесообразность применения композитного материала для извлечения урана из морской воды. Также авторы исследования занимаются разработкой улучшенных адсорбентов на основе вермикулита.
