Федеральная целевая программа «Обеспечение ядерной
и радиационной безопасности на 2016 - 2020 годы и на период до 2030 года»

Подробнее о программе

Комментарий академика РАН Бориса Федоровича Мясоедова к интервью Сергея Винокурова


28.03.2017

Хорошо известно, что в значительной мере облик минувшего двадцатого века был определен открытием радиоактивности, которое было сделано всего лишь около ста двадцати лет назад. Оказалось, что мы живем в мире, в котором существуют различные радиоактивные вещества, природные и искусственные, а также разные виды радиоактивного распада. Это и космические лучи, это и некоторые химические радиоактивные элементы и искусственно получаемые радиоизотопы, и в наши дни радиоактивные свойства веществ и материалов и определяющие их законы широко используется во благо развития общества.

Пожалуй, наиболее ярким примером практического использования этого является развитие атомной энергетики, которая использует в качестве ядерного топлива один из природных радиоактивных элементов – уран. Известно, что мировые запасы углеводородного сырья для производства энергии исчерпаемы, и человечество все ближе и ближе к этому времени приближается. Тогда как именно уровень обеспечения современного общества энергией определяет прогресс его развития. Уже в наше время атомные станции вырабатывают, как в целом в мире, так и в России около 16% от всей производимой электроэнергии. Для того, чтобы уран стал неиссякаемым источником энергии на долгие годы, его необходимо сжигать полностью, в том числе и его основной изотоп – уран-238. Для этого облученное ядерное топливо после его первого использования приходится перерабатывать для того, чтобы вернуть его в необходимое исходное состояние, освободить от образующихся радиоактивных ядов и повторно использовать в ядерных реакторах для производства электроэнергии. К сожалению, при переработке облученного ядерного топлива образуются радиоактивные отходы (РАО), которые в значительной мере сегодня не находят применения. В то же время они представляют определенную, и даже большую, экологическую опасность для окружающей среды. Решение проблемы безопасного обращения с РАО в какой-то степени определяет будущее развитие атомной энергетики. Сейчас в мире существует общее понимание того, что для обеспечения полной экологической безопасности такие РАО необходимо включать в особые матрицы, которые могут надежно и в течении очень длительного времени изолировать РАО от объектов окружающей среды. Для некоторых элементов, особенно трансурановых, это время составляет сотни и даже тысячи лет, так как их период полураспада очень большой.

В настоящее время в странах, которые развивают атомную энергетику, широко исследуются новые способы и материалы для безопасного хранения-захоронения радиоактивных отходов. Для отверждения жидких РАО на атомных станциях используют битум и другие связующие органические вещества. Для отверждения средне- и высоко активных РАО, образующихся при переработке облученного ядерного топлива на радиохимических комбинатах, применяют стекла, разного химического состава и структуры, и стекла подобные керамические материалы. Однако, матрицы на основе этих материалов, с инкорпорированными РАО, не обладают достаточной устойчивостью во времени и под воздействием тепла, выделяющегося при радиоактивном распаде, изменяют структуру, постепенно превращаясь в порошок.

Пути принципиального решения проблемы безопасного обращения с РАО, как это и часто бывало в истории подсказывает сама природа. Известно, что большинство химических элементов находятся в земной коре сотни миллионов лет в виде устойчивых, малорастворимых химических соединений – минералов. Но такие соединения, аналогичные тем, что существуют в природе, можно синтезировать искусственно, инкорпорируя или включая в них в процессе синтеза жидкие РАО. При этом будет достигнут самый безопасный уровень изоляция радиоактивных отходов от окружающей среды.

В лаборатории радиохимии Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН исследуется возможность использования минералоподобной калий-магний-фосфатной матрицы (КМФМ) для иммобилизации РАО. Основным преимуществом этой матрицы является то, что её образование, после добавления связующих, с одновременным включением раствора радиоактивных отходов происходит при комнатной температуре, тогда как для получения матриц на основе стекла с РАО используют специальные крупно габаритные электропечи с температурой нагрева более 1000 градусов Цельсия. Калий-магний-фосфатная матрица обладает и другими важными преимуществами, по сравнению с используемыми в настоящее время матрицами, и прежде всего высокой устойчивостью к выщелачиванию при возможном контакте с водой инкорпорированных радионуклидов многих элементов в результате образования малорастворимых соединений с фосфат-ионами, входящими в состав изучаемых матриц, что делает их устойчивыми длительное время. Конечно до промышленного применения этих матриц необходимо проделать еще определенные исследования, разработать и утвердить регламент по их применению.

Уверен, что калий-магний-фосфатная матрица в самое ближайшее время найдет свое достойное применение для решения проблем обращения с радиоактивными отходами, что в свою очередь будет способствовать дальнейшему развитию атомной энергетики. Конечно, активно исследуются и другие альтернативные пути получения энергии, но пока единственным промышленно-возможным способом замещения углеводородного сырья, которое использовалось во всей истории развития человечества, как я полагаю, можно считать только атомную энергетику.


Интервью Сергея Винокурова

Наверх
Обратная связь