Бетон из руин АЭС задержал 98% стронция-90 за 48 часов

Учёные из Университета Манчестера, Национальной ядерной лаборатории Великобритании и Университета Клемсона придумали решение, которое на первый взгляд выглядит почти буднично. Обычный дроблёный бетон из руин АЭС, оставшийся после демонтажа атомных объектов, после обработки фосфатами смог улавливать радиоактивный стронций-90 из воды с эффективностью до 98%. То есть отходы предлагают не просто складировать, а пустить в дело.

Стронций-90 — один из самых неудобных продуктов ядерного деления. Период его полураспада — около 28,8 года. Он легко уходит с грунтовыми водами и накапливается в экосистемах, потому что химически похож на кальций. Следы этого изотопа находили на площадках Селлафилда и Хэнфорда, а ещё в зонах крупных аварий, включая Чернобыль и «Фукусиму-1».

В опытах исследователи брали измельчённый бетон от ядерных объектов и помещали его в искусственные грунтовые воды со стронцием. В кислородной среде материал за три месяца убирал около 82% загрязнителя. Схема оказалась довольно простой: в таких условиях образуется кальцит, а стронций встраивается в его кристаллическую решётку и остаётся там.

Без кислорода всё работало заметно хуже. Эффективность падала примерно до 14% — для реальной очистки этого уже мало. Зато после обработки бетона фосфатами результат резко вырос: в аэробной среде модифицированный материал связывал до 98% стронция всего за 48 часов. На поверхности появлялись дополнительные химические центры, которые и удерживали радионуклид.

Для отрасли здесь важна не только сама цифра в 98%. По данным Международного агентства по атомной энергии, в ближайшие десятилетия число выводимых из эксплуатации ядерных объектов будет расти, а вместе с ним — и объём слаборадиоактивных строительных отходов. Обычно для улавливания стронция используют цеолиты, фосфатные сорбенты и минеральные барьеры на основе апатита. А тут бетон, который обычно приходится просто утилизировать, сам становится материалом для очистки. Если технология выдержит полевые испытания, она может сократить и объём отходов для захоронения, и стоимость работ на загрязнённых площадках.