Радиоактивные отходы - под гражданский контроль!
 
Морской коктейль: что ловят сорбентами крымские радиохимики

Морской коктейль: что ловят сорбентами крымские радиохимики

Достать золото из ртути, уран — ​из морской воды, пресную воду — ​со дна моря: ​у радиохимиков Севастопольского государственного университета большие планы и наработки. В Институте ядерной энергии и промышленности СевГУ открыли научно-исследовательскую лабораторию радиоэкологии и морской радиохимии.

Идея этой лаборатории появилась давно, первые шаги к ее созданию были предприняты в конце 2020 года. Исследователи под руководством член-корреспондента РАН Ивана Тананаева (на тот момент директора Школы естественных наук Дальневосточного федерального университета, а ныне — ​директора Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН) выиграли внутренний грант на привлечение ведущих ученых со всей страны. Следуя условиям конкурса, собранная команда подготовила и опубликовала 12 статей в рецензируемых журналах базы Web of Science. Осенью 2023 года исследователи победили в конкурсе на открытие научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) на базе Севастопольского госуниверситета.

В поисках сорбентов

«Девиз нашей лаборатории — ​извлечь все из всего, — ​говорит руководитель НИЛ Николай Бежин. — ​В сферу интересов попадают радионуклиды, которые есть как в радиоактивных отходах и отработавшем ядерном топливе, так и в природных средах. Одними из самых эффективных методов извлечения считаются сорбционные. Поэтому мы синтезируем и развиваем новые сорбенты, и сейчас у нас довольно широкая линейка собственных сорбционных материалов».

Среди разработок — ​уникальный сорбент на основе молекул Б15К5 (краун-эфира бензо‑15-краун‑5). Его испытали сотрудники лаборатории радиохимии Института геохимии и аналитической химии РАН и НИИ ядерной физики МГУ им. Ломоносова.

«На ускорителе электронов облучили ртуть, из-за чего в ней образовывались изотопы золото‑198 и золото‑199. Их извлекали с помощью нашего сорбента. Золото‑198 и золото‑199 применяются в ядерной медицине и считаются очень перспективными», — ​рассказывает Николай Бежин.

Еще одна новинка — ​аналог сорбента Sr Resin европейского производителя смол для аналитической химии Triskem. Этот сорбент нужен для определения содержания стронция в воде, почве и биологических материалах. Ученые НИЛ использовали более действенные, чем у конкурентов, разбавитель и растворитель.

«Компания Triskem признала российский вариант сорбента в два раза эффективнее Sr Resin и отметила меньшую вымываемость краун-эфира из российского продукта», — ​говорит Николай Бежин.

Радионуклиды в море

НИЛ располагает целым рядом сорбентов для систематических и комплексных океанологических исследований, а также для анализа природных сред.

Основа большинства таких сорбентов — ​полиакрилонитрильное (ПАН) волокно. Их можно применять комплексно для извлечения нескольких радионуклидов из морских проб. «Желтое» ПАН-волокно с гидроксидом железа — ​для изотопов тория, бериллия, свинца, полония, фосфора. «Черное» с диоксидом марганца — ​для изотопов радия. Новейшая разработка НИЛ — ​волокно с ферроцианидами переходных металлов, эффективно сорбирующее цезий.

Одна из функций лаборатории — ​комплексная оценка экологического и радиоэкологического состояния Крымского полуострова и прилегающих акваторий. Несмотря на то что за годы после аварии на Чернобыльской АЭС концентрация стронция и цезия значительно снизилась и не превышает нескольких беккерелей на кубический метр, постоянный мониторинг остается актуальной задачей.

Не менее актуально исследование содержания космогенных радионуклидов в морской воде, с помощью которых также можно оценивать состояние природных экосистем. Для проведения тестов через сорбционную установку нужно прогнать от 150 л до нескольких тонн морской воды.

«Извлечение радионуклидов из природных вод часто занимает очень много времени. Конечно, мы могли просто взять образец в определенной точке, но это скучно, работа не будет иметь практического значения, — ​поясняет Николай Бежин. — ​Мы стремимся получить максимальное количество поверхностных проб и проб с разной глубины. Так мы сможем подробно изучить распределение радионуклидов и по ним оценить процессы в природных средах. А быстро пропускать большой объем воды через сорбирующее вещество стало возможным благодаря сорбентам на основе ПАН-волокна, которое практически не имеет гидродинамического сопротивления».

Пресное в соленом

«Один из последних проектов лаборатории — ​особый сорбент для урана. К сожалению, работы вынужденно приостановили на полгода — ​элементарно не хватает рук, — ​признается Николай Бежин. — ​Так много идей, что приходится выбирать, чем заняться в первую очередь». Сорбент при помощи особой конструкции крепится к судну. При движении «носителя» он будет контактировать с большим объемом морской воды и собирать уран.

Большой блок исследований посвящен 226‑му и 228‑му изотопам радия, так как по ним можно определить родники с пресной водой в море (так называемую субмаринную разгрузку подземных вод).

«Это исследование наиболее актуально для засушливых и вододефицитных регионов, таких как Крым, особенно после взрыва на Каховском водохранилище. Мы уже провели серию измерений одного источника у мыса Айя: он дает около 7 тыс. м3 пресной воды в сутки!» — ​делится промежуточными итогами Николай Бежин.

Над этим проектом севастопольские исследователи работают с группой геохимиков из Новосибирска. В их планы входит отследить путь пресной воды на Крымском полуострове, что, в частности, стало возможным и благодаря разработанным лабораторией сорбентам. По результатам будут определены места для потенциальных водозаборов (каптажа) для использования подземных вод на суше.

Ярослава Плаксина («Страна Росатом»)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *