Специалистами Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН проведены эксперименты, направленные на прогнозирование поведения радионуклидов в случае разрушения хранилища или нарушения его герметичности.
В ходе исследований обнаружено, что при взаимодействии стекломатрицы, содержащей радиоактивные отходы, с грунтовыми водами, прошедшими сквозь глинистый инженерный барьер, хрупкий коррозийный слой на ее поверхности образуется быстрее, чем при взаимодействии с дистиллированной водой.
Безопасная утилизация радиоактивных отходов (РАО) – одна из ключевых задач атомной промышленности. В рамках реализации целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2016-2020 годы и на период до 2030 года» планируется построить глубинные захоронения.
Работа ученых ГЕОХИ РАН направлена на моделирование взаимодействия для различных стекломатриц и глинистых материалов и оценку возможных коррозионных последствий.
«Мы изучили влияние процесса вымывания образцов алюмофосфатного, алюможелезофосфатного и боросиликатного стекла при взаимодействии с модельными растворами подземных вод при повышенной температуре, имитирующей альфа-распад включенных в стекло отходов. Используемые воды имитировали проход через глинистые инженерные барьеры различной природы. Мы выяснили, что все образцы стекла при взаимодействии с модельной водой имеют тенденцию к образованию хрупкого коррозионного слоя, а также к структурным изменениям, что наиболее выражено при взаимодействии с бентонитовой водой. При этом следует учитывать, что бентонит – это наиболее перспективный материал из-за своих изолирующих буферных свойств, поэтому необходимо учитывать возможное негативное воздействие бентонита по отношению к стекломатрице при создании и эксплуатации инженерных барьеров», – комментирует работу Анна Фролова, младший научный сотрудник лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН.
Как считают специалисты ГЕОХИ РАН, избежать радиационного загрязнения окружающей среды поможет использование смешанного глинистого барьера. Он сохранит уплотнительные свойства бентонита, но при этом уменьшит его агрессивное воздействие. Подбор конкретного состава такого барьера требует дополнительных исследований.
Ученые планируют выяснить, как поведут себя инженерные барьеры при иммобилизации (включении радиоактивных отходов в твердые устойчивые формы) наиболее опасных компонентов отходов. В частности, альфа-излучателей – плутония и нептуния, способных к коллоидообразованию, которому может способствовать наличие в подземной воде микрочастиц глины. Коллоид представляет собой смесь, в которой одно вещество, состоящее из микроскопически рассеянных нерастворимых частиц (в нашем случае это будут частицы глины, содержащие плутоний), взвешено в другом веществе (подземная вода). Коллоиды остаются в объеме подземной воды и перемещаются вместе с ней в окружающую среду.
