Специалисты Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) выявили новый механизм, с помощью которого ядерные отходы могут распространяться в окружающей среде.
Результаты исследователей из Пенсильванского университета и Гарвардской медицинской школы, имеют важное значение для управления ядерными отходами. Они опубликованы в журнале Американского химического общества.
“Это исследование связано с судьбой ядерных материалов в природе, и мы наткнулись на ранее неизвестный механизм, с помощью которого определенные радиоактивные элементы могут распространяться в окружающей среде, – рассказывает ученый LLNL Готье Деблонде. – Мы показываем, что в природе существуют молекулы, которые ранее не рассматривались, в частности белки, такие как “ланмодулин”, которые могут оказывать сильное влияние на радиоэлементы, являющиеся проблематичными для обращения с ядерными отходами, такими как америций, кюрий и т.д.”.
Известно, что прошлые и нынешние виды ядерной деятельности (энергетика, исследования, испытания оружия) повысили актуальность понимания поведения радиоактивных материалов в окружающей среде. Ядерные отходы, содержащие актиниды (например, плутоний, америций, кюрий, нептуний…), представляют особую проблему, поскольку они остаются радиоактивными и токсичными в течение тысяч лет.
Однако очень мало известно о химической форме этих элементов в окружающей среде, что вынуждает ученых и инженеров использовать модели для прогнозирования их долгосрочного поведения и моделей миграции. До сих пор в этих моделях рассматривались только взаимодействия с небольшими природными соединениями, минеральными фазами и коллоидами, а влияние более сложных соединений, таких как белки, в значительной степени игнорировалось.
Новое исследование демонстрирует, что тип белка, который в изобилии встречается в природе, значительно превосходит молекулы, которые ученые ранее считали наиболее проблематичными с точки зрения миграции актинидов в окружающей среде.
Белок, называемый ланмодулином, является небольшим и обильным белком во многих бактериях, использующих редкоземельные элементы. Он был обнаружен членами команды университета штата Пенсильвания в 2018 году. Команда университета штата Пенсильвания и Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса подробно изучила, как работает этот белок и как его можно применять для извлечения редкоземельных элементов. Отмечается, что связь белка с радиоактивными загрязнителями в окружающей среде ранее не изучалась.
“Исследование впервые показывает, что ланмодулин предпочитает элементы актинида любым другим металлам, включая редкоземельные элементы, что является интересным свойством, которое может быть использовано для новых процессов разделения”, — делится ученый LLNL Маврик Заварин.