Химики МГУ создали экстрагент для эффективной переработки ядерных отходов

При этом перед исследователями стоит задача замыкания ядерного топливного цикла – выделения из отработанного топлива радиоактивных элементов, которые можно вновь загружать в реактор. Так отработанное топливо возвращается в работу, а проблема длительного хранения отходов исчезает, так как захораниваются только короткоживущие изотопы.

«Мы, конечно, не получаем бесконечный цикл, а сильно сокращаем потребности в новом топливе для поддержания функционирования атомных станций, – пояснила Наталия Борисова. – Но для полноценного замыкания цикла нужно собрать все актинидное топливо, желательно в одном месте. Наше исследование направлено на то, чтобы решить проблему извлечения в едином цикле актинидов с разными валентностями. Предложенный экстрагент эффективно справляется с этой задачей: мы извлекаем всю актинидную группу сразу, можем использовать ее в дальнейшем производстве топлива, попутно решая проблему концентрирования плутония».

Преимущество предложенной технологии в высоких коэффициентах разделения и высокой емкости экстрагента. Аналогичные схемы обычно основываются на соединениях, плохо связывающихся с актинидами. Они используются в технологических процессах, но их эффективность меньше. Также новая технология ориентирована на работу в сильнокислых растворах, изначально разработанных для пурекс-процесса. То есть нет необходимости дополнительно изменять уже существующие технологии, генерируя новые отходы. Это очень важный с точки технологии процесса момент.

«Нам удалось не только провести серию экстракционных экспериментов, но и вырастить кристаллы экстрагируемых комплексов, – рассказала Наталья Борисова. – Это позволяет получить информацию об особенностях перехода металлов в органическую фазу и связывания их с экстрагентом. А это уже приводит к пониманию того, как можно изменить структуру экстрагента так, чтобы настроить систему на лучшее извлечение определенной группы актинидов. Сейчас мы активно продолжаем работать в этом направлении».