В рамках гранта РФФИ ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) доказали, что электромагнитные импульсы уменьшают активность растворов радионуклидов. Таким образом можно очищать загрязненную воду, сливаемую с промышленных предприятий и даже накопленную в водных объектах.

Промышленные предприятия загрязняют окружающую среду не только выбросами, которые образуются во время работы, но и после завершения цикла. Сточные воды фабрик, заводов и комбинатов нуждаются в не менее пристальном внимании, потому что их необходимо очищать от вредных веществ. Доктор физико-математических наук, профессор Южно-Уральского государственного университета Валерий Крымский предложил использовать для этих целей наносекундные электромагнитные импульсы (НЭМИ), короткие (0,6 наносекунды), но очень мощные (до 4 МВт).

Ученый ЮУрГУ в 2021 году проводил исследования в рамках гранта РФФИ, полученного на выполнение проекта «Разработка теории и технологии ускоренного уменьшения активности водных растворов радионуклидов». В результате было доказано: НЭМИ осаждают тяжелые металлы в воде, растворенные радионуклиды выпадают в осадок,  удельная активность радиоактивной воды уменьшается.

«Мы сделали установку проточного типа, в которую заходит радиоактивная вода, а после воздействия НЭМИ выходит почти чистая. Импульсы создаются специальным генератором, ранее изобретенным нами совместно с Институтом ядерной физики СО РАН. За две минуты в установке проточного типа  вода с цезием-137 теряет 40% активности. В результате мы получаем доли граммов осадка и литры очищенной воды», – рассказал профессор Политехнического института ЮУрГУ Валерий Крымский.

Осадок пока не пробовали подвергать воздействию импульсов, однако и с ним можно работать по проверенной технологии. Обычно осадок собирают и хранят в герметичных бочках, таким образом, негативного воздействия на среду не происходит.

Установка проточного типа без внешнего цилиндра и экспериментальная установка в сборе

Установка проточного типа без внешнего цилиндра и экспериментальная установка в сборе

 

Валерий Крымский отметил, что его разработка будет полезна для ПО «Маяк». Этот объект атомной отрасли работает в Челябинской области с середины ХХ века, и отходы его производства хранятся в озерах, образующих Теченский водный каскад. Очищать их распространенной сегодня технологией, выпариванием, просто невозможно – объем работы слишком большой. Однако при длительном воздействии НЭМИ возможна очистка и сливаемой воды, и существующих водоемов.

Под воздействием импульса молекулы воды возбуждаются, распадаются на ионы, а затем отрицательный ион OH распадается на электрон и нейтральный радикал. Именно электрон при переходе в водную среду приводит к образованию новых химических частиц, которые реагируют с растворенными радионуклидами, и те выпадают в осадок. Согласно результатам исследования, коэффициент снижения активности воды с кобальтом-60 равен 20, с цезием-134 – 7,7, с цезием-137 – 8,6, с ниобием-94 – 46.

Отметим, что на средства гранта РФФИ ученые также заложили основу для будущих исследований, связанных с воздействием НЭМИ. В сотрудничестве с Белоярской атомной электростанцией (Свердловская область) прошел эксперимент по уменьшению бета-активности блока радиоактивного графита. За 25 минут воздействия удалось в два раза снизить бета-активность блока.

 

Источник информации и фото: Управление медиакоммуникаций и мониторинга ЮУрГУ