Ученые предложили очищать грунтовые воды от стронция-90 с помощью бетона
Специалисты Манчестерского университета, Национальной ядерной лаборатории Великобритании и американского Университета Клемсона нашли способ локализовать радиоактивный стронций-90 на закрытых ядерных объектах. Чтобы очистить грунтовые воды, исследователи использовали измельченный строительный бетон. Детали работы опубликовал научный журнал «ACS ES&T Water».
Стронций-90 часто загрязняет грунтовые воды вокруг старых АЭС. Обычно опасные элементы приходится вывозить, однако химики разработали технологию, которая позволяет надежно изолировать изотоп прямо на месте. При контакте бетона с воздухом протекает естественная реакция карбонизации: материал впитывает углекислый газ и формирует минерал кальцит. Он активно извлекает стронций из внешней среды и прочно запирает его внутри собственной структуры. Работу профинансировало британское Управление по выводу из эксплуатации ядерных объектов.
Во время тестов исследовательская группа под руководством Кэтрин Моррис из Манчестерского университета смешала бетонную крошку со специально подготовленной водой, где предварительно растворили радиоактивный стронций. За химической реакцией наблюдали три месяца в двух режимах. Первый имитировал неглубокое захоронение с доступом воздуха, второй – изоляцию глубоко под землей без доступа кислорода.
На открытом воздухе бетон извлек из раствора около 82% стронция. Рентгеновская спектроскопия подтвердила, что изотоп стал частью минерала и перешел в инертное состояние. При этом в безвоздушной среде материал поглотил всего 14% вредного вещества.
Чтобы улучшить этот показатель, ученые обработали бетонную крошку фосфатами. В одной серии тестов химикат добавили заранее, в другой – непосредственно во время контакта с грунтовой водой. Оба способа резко ускорили процесс: материал поглотил 98% стронция всего за двое суток. В присутствии фосфатов доступ к воздуху перестал влиять на способность бетона связывать радиацию.
По словам Кэтрин Моррис, результаты опытов наглядно показывают, как бетонные отходы взаимодействуют с грунтовыми водами. Эти данные помогут операторам АЭС планировать переработку мусора прямо на рабочих площадках и безопасно распоряжаться радиоактивно загрязненной землей на десятилетия вперед.
