В современном мире проблема захоронения радиоактивных отходов состоит достаточно остро, поскольку это может создать серьезные экологические проблемы.
Несколько лет назад Россия приняла решение захоронить на своей территории отходы ядерных реакторов из ряда стран на коммерческой основе, потому что обладает необходимыми для этого технологиями. Методы утилизации радиоактивных отходов постоянно совершенствуются.
Российские ученые из Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева в Москве предложили технологию, которая не только помогает провести переработку отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), но и извлечь из него пригодные к дальнейшему использованию вещества. Можно сказать, это в некотором смысле рециклинг радиоактивных отходов, для получения из них вторсырья.
Аналогичные методы уступают новой разработке тем, что в них для растворения отходов используется азотная кислота, от которой сильно корродирует оборудование, быстро разрушаются вспомогательные реактивы, требуют большого числа стадий очистки отработанного ядерного топлива. Кроме того, они пожаро- и взрывоопасны, что для таких технологий крайне нежелательно. Альтернативная новая технология, в которой не применяется азотная кислота, в качестве растворителя отходов будет использовать водные растворы щелочных карбонатов – совершенно неагрессивную среду – их издавна с успехом применяют в изготовлении соды и газированных напитков. Будущая технология – ее основные стадии пока только отрабатываются, обладает дополнительным преимуществом – она весьма селективна по отношению к урану – иными словами, уран переводится в раствор, а многие другие тяжелые элементы остаются в на дне в твердом виде.
Когда ОЯТ перерабатывают водными методами, его необходимо специальным образом подготовить к отделению радиоактивного урана. Уран доводят до высоких степеней окисления, иначе он ни в чем не растворится. Обычно останавливаются на оксиде урана состава U3O8. Он отлично растворяется в азотной кислоте, но в карбонатах – с трудом. Поэтому ученые придумали метод перевода U3O8 в еще более окисленное состояние, это можно сделать с помощью кислорода или перекиси водорода. Удается получать водные композиции отходов с содержанием урана до 50—60 г/л. Следующие этап – отделение урана. Если в воду добавить специальные органические вещества – четвертичные соли аммония, то они образуют с ураном прочные химические связи, а получившийся продукт легко переходит в органический растворитель, если его взболтать с раствором. Все, уран отделен. Ученым удалось удачно завершить все лабораторные стадии процесса. В будущем они планируют детализировать все стадии для практической реализации разработанного метода в промышленности. Кроме того, они указывают на возможность проведения аналогичных процессов с плутонием, который по химическим свойствам схож с ураном.
Наука 21 век