МОСКВА, 20 декабря. /ТАСС/. Российские исследователи изучили свойства содержащегося в отработавшем ядерном топливе нептуния, которые помогут предсказывать процессы его полураспада в долгосрочной перспективе для усовершенствования методов хранения радиоактивных отходов. Об этом сообщила пресс-служба Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

       "Коллектив ученых химического, геологического факультетов МГУ и НИЦ "Курчатовский институт" расшифровал структуры и описал свойства карбонатов пятивалентного нептуния. Исследование <…> затрагивает обширную проблему создания безопасных и надежных хранилищ для высокорадиоактивных отходов ядерной энергетики", - говорится в сообщении.

       Нептуний, доля которого в ядерном топливе составляет менее 1%, обладает длительным периодом полураспада. Однако с течением времени его концентрация в отходах возрастает за счет распада другого радионуклида - америция. В этой связи ученым важно уметь прогнозировать различные сценарии развития этого процесса, в том числе утечки нептуния и его взаимодействия с окружающей средой, для обеспечения безопасности хранилищ ядерных отходов в долгосрочной перспективе.

       Точность анализа

       Синтез и изучение таких радиоактивных элементов как нептуний представляет собой сложную задачу, так как исследователи работают с крайне низкими концентрациями радионуклидов, малейшая примесь в которых может исказить результаты анализа. Авторы работы, в которой также приняли участие специалисты Национального исследовательского центра "Курчатовский институт", использовали для получения данных о структуре и свойствах образцов синхротронное излучение.

       "Первые научные обсуждения химии смешанных карбонатов нептуния относятся к 1950-1960-х гг., однако до сегодняшнего дня качественных кристаллографических данных для этих слоистых соединений получено не было. Благодаря слаженной работе радиохимиков, химиков-неоргаников и специалистов в области синхротронных исследований удалось впервые полностью расшифровать структуры гексагонального калиевого карбоната нептуния и триклинного натриевого карбоната. Оказалось, структура анионного слоя в этих соединениях будет сильно зависеть от радиуса катиона в межслоевом пространстве", - уточнили в МГУ.

       Авторы также выявили механизм, который указывает на более высокую, чем предполагалось ранее, термодинамическую стабильность элемента.

       Эксперименты с плутонием

       Кроме того, на следующих этапах ученые планируют продолжить исследование, а также изучить смешанные карбонаты плутония. "Полученные результаты расширят фундаментальные знания о твердых фазах актинидов и станут основой для новых технологических решений в области обработки и утилизации радиоактивных отходов, обеспечивая безопасность и эффективность в области ядерных технологий", - пояснили в вузе.

       Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Inorganic Chemistry.