Специалисты Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского (ГЕОХИ РАН) разработали метод применения наноалмазов детонационного синтеза в процессе обращения с радиоактивными отходами. Об этом сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ.
Наноалмазы детонационного синтеза получают путём взрыва углеродосодержащих взрывчатых веществ в специальных камерах. Размер частиц составляет несколько нанометров. Материал относительно недорог в производстве и, как показали исследования, значительно улучшает характеристики компаунда — вещества, в которое помещают радиоактивные отходы перед захоронением.
Технология отверждения отходов
В качестве базового материала для отверждения радиоактивных отходов учёные использовали минералоподобный магний-калий-фосфатный (МКФ) компаунд. Ранее перспективность этого состава уже была продемонстрирована в лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН. Введение наноалмазов в МКФ компаунд позволило повысить его устойчивость к воздействию внешних факторов.
Как пояснили в пресс-службе министерства, наноалмазы являются эффективными сорбентами для радионуклидов. Они обладают развитой поверхностью, устойчивы к радиационному излучению и способны выдерживать высокие температуры. Эти свойства делают их подходящим материалом для работы с радиоактивными отходами.
Улучшение характеристик компаунда
Добавление наноалмазов в МКФ компаунд привело к снижению его пористости и повышению механической прочности. Кроме того, возросла теплопроводность материала и его устойчивость к выщелачиванию радионуклидов — процессу, при котором радиоактивные вещества могут проникать в окружающую среду.
Специалисты установили оптимальный состав улучшенного компаунда. Наилучший результат достигается при добавлении одного массового процента наноалмазов и 20 массовых процентов порошка волластонита — природного игольчатого силиката кальция, который используется для повышения прочности состава.
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Composites Science.