ИСТИНА

Целью работы является установление закономерностей сорбционного поведения радионуклидов в суспензиях ортофосфатов РЗЭ с различной кристаллической структурой и морфологией, перспективных для такого применения. Полученные результаты будут использованы для решения проблемы отделения америция и кюрия от фракции радиоактивных отходов, поступающей на остекловывание, с применением таких материалов, которые бы одновременно извлекали радионуклиды и являлись матрицами для их долговременного захоронения. В результате проведения работы предполагается определение влияния кристаллической структуры ортофосфатов РЗЭ и их морфологии на сорбционные свойства, а также определение влияние отжига (после сорбции на ортофосфатах РЗЭ) на физико-химические формы сорбата и его дальнейшее выщелачивание

В рамках выполнения проекта ожидается получение следующих результатов: 1. Будет определено влияние кристаллической структуры ортофосфатов РЗЭ и их морфологии на их сорбционные свойства. 2. Из сорбционных закономерностей будут установлены возможности применения ортофосфатов РЗЭ для выделения Am(III) из фракции РАО, идущей на остекловывание. 3. Будет определено влияние отжига (после сорбции на ортофосфатах РЗЭ) на физико-химические формы сорбата и его дальнейшее выщелачивание. 4. На основании экспериментальных результатов, полученных в рамках выполнения проекта, будут разработаны модели описания сорбции радионуклидов на поверхности ортофосфатов РЗЭ. 5. Полученные результаты будут представлены на международных и российских конференциях, а также опубликованы в международных журналах и будут доступны для ученых, работающих в этой же области.

В течение 5 лет руководитель проекта работает в области радиоактивности окружающей среды и определения сорбционных закономерностей и имеет 1 публикацию в международном журнале (Applied geochemistry) по схожей с заявленной теме, более 10 выступлений (в том числе устных) на российских и международных конференциях. Руководитель неоднократно награждена дипломами конференции «Ломоносов». Кафедра радиохимии химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова, на базе которого планируется выполнение работ по заявленному проекту, обладает современными методами исследования коллоидных частиц и сорбционных процессов на молекулярном уровне и возможностью работы с радионуклидами по 2 классу.

В результате деятельности предприятий ядерного топливного цикла постоянно накапливается большие объемы радиоактивных отходов. Высокоактивные отходы, содержащие цезий и стронций, подвергаются остекловыванию. К этой фракция предъявляются высокие требования по содержанию в них альфа-излучающих радионуклидов, в особенности Am(III) и Cm(III). Поэтому важной задачей является разработка методов отделения америция и кюрия от фракции, поступающей на остекловывание. Для этого возможно применение таких материалов, которые бы одновременно извлекали эти радионуклиды и являлись матрицами для их долговременного захоронения. Фосфаты лантаноидов (LnPO4) являются перспективными неорганическими материалами, применение которых возможно как для извлечения Am(III), так и для использования в качестве матрицы для его долговременного захоронения. Существует несколько основных структурных типов кристаллических решеток, в которых кристаллизуются ортофосфаты лантаноидов: монацит моноклинной сингонии, ксенотим тетрагональной сингонии и рабдофанит гексагональнои? сингонии. Целью данной работы является установление закономерностей сорбции Am(III) на образцах LnPO4 (Ln=La-Dy), различающихся кристаллической структурой и морфологией. Было обнаружено, что кинетика сорбции и выщелачивания Am(III) с поверхности LnPO4 c различной кристаллической структурой и близкой морфологией поверхности схожи. При этом отжиг образца с сорбированным Am(III) значительно замедляет выщелачивание америция. Было обнаружено отсутствие влияния катиона РЗЭ на сорбционные свойства LnPO4 в пределах одной кристаллической структуры. Для изучения влияния морфологии частиц на сорбционные свойства поверхности образцов LnPO4, были исследованы образцы фосфата неодима: объемные частицы и вискеры. Изучение кинетики сорбции Am(III) на поверхности NdPO4 показало, что равновесие устанавливается быстрее в случае вискеров. Кинетика выщелачивания Am(III) с поверхности вискеров NdPO4 также является более быстрой, что может быть связано с большей реакционной способностью поверхности вискеров. Было показано, что морфология частиц NdPO4 (вискеры и объемные частицы) влияет на кинетику сорбции и выщелачивания Am(III) с их поверхности. При этом равновесная величина сорбции и физико-химические формы сорбата на образцах с различной морфологией одинаковы. Не установлено значительного влияния кристаллической структуры LnPO4 на сорбционные свойства поверхности образцов.