Керамика из угольной золы решит проблему безопасного хранения радиоактивных отходов

Коллектив исследователей из Дальневосточного федерального университета, Сибирского федерального университета и Института химии и химической технологии СО РАН предложил инновационную технологию, способную решить сразу две масштабные экологические задачи: безопасную утилизацию радиоактивных отходов и переработку миллионов тонн золы, остающейся после сжигания угля на тепловых электростанциях.

Исследователи научились «запечатывать» радиоактивный изотоп цезий-137 в прочную минералоподобную керамику, которая может быть безопасно захоронена в глубоких геологических формациях. Для этого они используют микросферы летучей золы – мельчайшие частицы, которые обычно считаются отходами и загрязняют атмосферу. Эти микросферы по своему химическому составу идеально подходят для создания минералов, способных удерживать цезий в своей кристаллической решетке.

Зольные микросферы пропитывают раствором, имитирующим жидкие радиоактивные отходы, и подвергают высокотемпературной обработке. В результате цезий не просто смешивается с золой, а встраивается в структуру новых минералов – поллуцита и Cs-кальсилита, которые служат природными «ловушками» для этого элемента. Для получения плотной и прочной керамики применяется метод искрового плазменного спекания (SPS), позволяющий избежать потерь цезия при нагреве.

Керамика из угольной золы решит проблему безопасного хранения радиоактивных отходов

Преимущества технологии:

  • Керамика обладает высокой плотностью (до 2,9 г/см³), механической прочностью и гидролитической стабильностью.
  • Скорость утечки цезия-137 в воду составляет всего 10⁻⁵–10⁻⁶ г/см² в сутки, что соответствует самым строгим российским и международным стандартам.
  • Материал геохимически совместим с породами земной коры, что гарантирует его безопасность при захоронении на протяжении тысячелетий.

Технология не только обеспечивает надежную изоляцию радиоактивных отходов, но и открывает путь к экологичной переработке огромных объемов золошлаковых отходов ТЭС. В дальнейшем ученые планируют использовать этот подход не только для цезия-137, но и иммобилизации других долгоживущих радионуклидов, что расширит сферу применения разработки.

«По сути, мы создали материал, который геохимически совместим с породами земной коры. Он состоит из тех же минералов, что и граниты или базальты, – отмечает доктор химических наук, ведущий научный сотрудник ИХХТ СО РАН, заведующий кафедрой химии СФУ Татьяна Верещагина. – Это означает, что, будучи помещенным в глубокое геологическое хранилище, он будет находиться в равновесии с окружающей средой и не станет источником загрязнения на протяжении геологических эпох. Создание такого хранилища планируется в Нижнеканском гранитоидном массиве вблизи г. Железногорска в Красноярском крае. В настоящее время уже ведется строительство подземной исследовательской лаборатории по изучению возможностей финальной изоляции радиоактивных отходов 1 и 2 классов в глубокой геологической формации. Результаты нашей совместной работы – это вклад в реализацию этого проекта, которые могут стать основой для сотрудничества с НО РАО и другими заинтересованными предприятиями Росатома».

Результаты исследования опубликованы в Journal of Environmental Management.

Читайте также

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA