Кальцит как ловушка
Учёные из Университета Манчестера, Национальной ядерной лаборатории Великобритании (UKNNL) и Университета Клемсона нашли неожиданно простой способ связывать радиоактивный стронций-90 — один из самых опасных продуктов ядерного деления — с помощью обычного измельчённого бетона.
Стронций-90 представляет серьёзную экологическую проблему: он легко распространяется вместе с грунтовыми водами и может накапливаться в окружающей среде. Его следы находят на территориях бывших ядерных объектов — от британского Селлафилда и американского Хэнфорда до зон аварий в Чернобыле и на «Фукусиме-1».
В экспериментах исследователи использовали дроблёный бетон, оставшийся после вывода из эксплуатации ядерных объектов. Его помещали в искусственные грунтовые воды, содержащие стронций, и наблюдали, как материал ведёт себя в разных условиях — с доступом кислорода и без него.
Результаты оказались неожиданно эффективными. В аэробной среде (при наличии кислорода) бетон за три месяца «вытягивал» из воды около 82% стронция. Это происходило благодаря образованию кальцита — минерала, в структуру которого стронций буквально встраивается, оказываясь надёжно «заперт».
В условиях без кислорода эффективность резко падала — примерно до 14%. Но настоящий прорыв случился после дополнительной обработки бетона фосфатами. Такой модифицированный материал в присутствии воздуха удалял до 98% стронция всего за 48 часов: на поверхности образовывались дополнительные химические «ловушки», прочно фиксирующие радиоактивный элемент.
По мнению ученых, эта технология может заметно упростить обращение с слаборадиоактивными бетонными отходами, которые образуются при демонтаже атомных объектов, а также помочь в очистке загрязнённых территорий после ядерных инцидентов.