Ученые из Университета Манчестера, Национальной ядерной лаборатории Великобритании (UKNNL) и Университета Клемсона обнаружили неожиданно простое и эффективное решение для утилизации стронция-90 — одного из самых опасных продуктов ядерного деления. Исследователи доказали, что обычный измельченный бетон способен связывать этот радиоактивный изотоп.
Стронций-90 создает серьезные экологические риски, так как легко распространяется с грунтовыми водами и накапливается в экосистемах. Его следы остаются на территориях многих ядерных объектов по всему миру, включая британский Селлафилд, американский Хэнфорд, а также зоны аварий на Чернобыльской АЭС и АЭС «Фукусима-1».
В ходе экспериментов специалисты использовали бетонную крошку, оставшуюся после демонтажа атомных сооружений. Материал помещали в емкости с искусственными грунтовыми водами, содержащими стронций, и отслеживали процесс связывания в различных условиях — при наличии кислорода и в бескислородной среде.
Результаты показали высокую эффективность метода. В аэробных условиях (при наличии кислорода) бетон за три месяца поглощал около 82% стронция. Это происходит благодаря образованию минерала кальцита, в кристаллическую структуру которого стронций встраивается и оказывается надежно «заперт».
При отсутствии доступа кислорода показатели были значительно ниже — всего 14%. Однако команда нашла способ радикально улучшить результат, применив дополнительную обработку бетона фосфатами. Такой модифицированный материал при наличии воздуха удалял до 98% стронция всего за 48 часов, так как на поверхности бетона возникали дополнительные химические «ловушки» для радиоактивного элемента.
Авторы исследования полагают, что данная технология позволит оптимизировать обращение со слабоактивными бетонными отходами, образующимися при выводе АЭС из эксплуатации, и станет эффективным инструментом для очистки территорий после радиационных инцидентов.
