В РФ создают сорбент для радиоактивных отходов на основе минерала с Кольского полуострова

Редкий минерал армбрустерит, который впервые был обнаружен в Мурманской области, может стать основой сорбента для радиоактивного цезия, который присутствует в жидких отходах ядерных технологий. Ученые провели эксперимент по искусственному созданию минерала, сообщили в Министерстве науки и высшего образования РФ.

«Ученые Кольского научного центра РАН уже не в первый раз доказывают, что, зная структуру минерала, можно создать его синтетический аналог с необходимыми свойствами и поставили перед собой цель оценить сорбционные свойства природного армбрустерита по отношению к одновалентным и двухвалентным катионам и попытаться синтезировать его искусственный аналог», — сообщили в Минобрнауки.

Образец минерала обработали разбавленными растворами соляной и азотной кислоты, затем подвергли воздействию растворов хлоридов цезия, рубидия, стронция, меди и кадмия. Параллельно проводился гидротермальный синтез в автоклавах. Чистый армбрустерит получить пока не удалось, но были синтезированы другие марганцево-силикатные фазы: бернессит, серандит, мангани-эккерманнит, а в одном случае — смесь серандита и армбрустерита.

«Эксперимент показал, что синтез армбрустерита возможен, но требует точной настройки температуры, времени и соотношения реагентов. Сейчас ученые собираются продолжить опыты по синтезу, оптимизируя его условия. Как только удастся синтезировать фазу, близкую к природному армбрустериту, ее протестируют в условиях, имитирующих реальные промышленные стоки», — добавили в Минобрнауки.

В планах у ученых — разработать на основе армбрустерита или его аналога новый сорбент для очистки радиоактивных отходов. «На фоне мирового поиска эффективных сорбентов для извлечения цезия открытие приобретает особую значимость. Современные материалы сложны, дороги и не всегда устойчивы, амбрустерит же демонстрирует пример того, как природная архитектура способна решить задачу, над которой десятилетиями работали химики», — заключили в Минобрнауки.

Армбрустерит впервые был обнаружен в 2005 году на горе Кукисвумчорр в Хибинах (Мурманская область). Геологи Кольского научного центра РАН назвали его в честь швейцарского кристаллографа Томаса Армбрустера. Это сложный слоистый силикат с разветвленной системой каналов, где в природном состоянии располагаются ионы калия. В водных растворах калий почти полностью уступает свое место положительно заряженному катиону цезия (Cs+). Объемы природного армбрустерита настолько малы, что пока о промышленном его применении говорить невозможно.

Современная промышленность все активнее сталкивается с проблемой жидких радиоактивных отходов — прежде всего содержащих изотопы цезия, одного из наиболее опасных продуктов ядерных технологий. Надежный и селективный сорбент, способный извлекать именно Cs+, сегодня имеет огромное значение для экологической безопасности.