Сотрудники Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из МГУ им. М.В. Ломоносова изучили поведение актинидов в условиях коррозии стальных металлоконструкций хранилища радиоактивных отходов при их захоронении на участке «Енисейский» Нижнеканского массива (Красноярский край). Ученые отметили, что присутствие в подземной воде оксидов и гидроксидов железа ускоряет сорбцию актинидов минералами трещиноватых пород. Полученные данные могут быть использованы для оценки безопасности глубинного захоронения радиоактивных отходов.
Развитие атомной энергетики требует решения проблемы обращения с радиоактивными отходами, которые образуются на всех этапах ядерного топливного цикла. Наиболее эффективным методом изоляции радиоактивных отходов считается их захоронение в глубокие геологические формации. Глубинные хранилища устроены так, чтобы изолировать опасные долгоживущие радионуклиды на тысячи и более лет. Однако, ученые опасаются, что столь долгая выдержка неминуемо приведет к коррозии металлоконструкций хранилища, в том числе емкостей, предназначенных для хранения радиоактивных отходов — контейнеров из нержавеющей стали.
В настоящее время в России реализуется проект по созданию пункта окончательной изоляции радиоактивных отходов на участке «Енисейский» Нижнеканского массива на территории Красноярского края. Вмещающие породы являются природным барьером, препятствующим попаданию радионуклидов в окружающую среду, однако их способность удерживать радионуклиды в течение длительного времени до конца не изучена. Особое опасение представляют зоны трещиноватости, которые могут стать основными каналами миграции радионуклидов.
Авторы исследования решили выяснить, как влияют продукты коррозии материалов контейнеров — оксиды и гидроксиды железа — на сорбцию и пространственное распределение элементов группы актинидов — нептуния, плутония и америция — в трещиноватых гнейсах участка «Енисейский».
«В работе были смоделированы условия глубинного хранилища: использовали раствор-имитатор подземной воды реального химического состава, а эксперименты предусматривали длительный контакт раствора с породой и продуктами коррозии. В таких условиях железо постепенно переходит в раствор и затем выпадает в виде тонкодисперсных оксидов и гидроксидов, образуя на поверхности минералов тонкослойные пленки сложного состава. Эти вторичные железосодержащие фазы обладают развитой поверхностью и большим числом активных центров, поэтому они способны удерживать ионы актинидов», — рассказала один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН Анастасия Родионова.
