ОТКРЫТЫ НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ДЛЯ ДОЛГОСРОЧНОГО ХРАНЕНИЯ
ЯДЕРНЫХ
ОТХОДОВ
Радио "ЭХО Москвы"
Ученые США, Великобритании и Японии создают керамику, которой не
страшны изменения, неизбежно вызываемые радиоактивным излучением.
По сравнению с существующими контейнерами, в которых
радиоактивные отходы в виде отработанного реакторного топлива
могут храниться около 100 лет, новые оболочки для
высокорадиактивных веществ могут служить надежной защитой для
окружающей среды до 1000 лет -- заявляет ведущий автор
опубликованной в последнем номере журнала Science (4 August,
2000) статьи Курт Сикафус из знаменитой Лос-Аламосской
лаборатории. Проблема изоляции ядерных отходов в том, что
радиоактивное излучение как бы выталкивает атомы вещества из их
упорядоченного состояния, окружающий радиактивное вещество
материал становится нестабильным и подверженным различным
структурным изменениям, трещинам, например. Сикафус и его
соавторы из Великобритании и Японии сообщили о том, что они вышли
на целый класс керамических материалов, в которых атомы
изначально беспорядочны и легко меняют свою позицию,
следовательно, вызванные радиацией нарушения для материала в
целом менее драматичны. "Представьте себе беспорядок в доме у
нерадивой хозяйки, где перемещение какого-нибудь предмета с
одного места на другое не изменит общей картины, то есть не
бросится в глаза" -- поясняет ситуацию с атомами в новых
керамических материалах американский ученый.
Избранная для многовекового хранения ядерных отходов керамика
относится к так называемым комплексным оксидам, для которых
характерны две разные пары металлических катионов (положительно
заряженных ионов) и 7 атомов кислорода. Степень беспорядочности
молекулярной структуры такого материала определяется размерами
катионных пар, то есть тем, из ионов какого металла они
составлены. В случае, если эти пары близки по размерам,
получается нечто похожее на минерал из подкласса природных
фторидов -- пурпурного цвета флюорид, и тогда легко меняющиеся
местами катионные пары создают наименее организованную структуру.
И по данным Сикафуса и его коллег, именно этот флюоридный
материал наиболее устойчив к радиации, поскольку его атомы легко
приспосабливаются, находят себе место в пространстве под ее
воздействием, что иллюстрирует публикуемая в Science компьютерная
модель. И как отмечают авторы, они пошли по пути, отличному от
того, на котором в поисках материала для контейнеров под ядерные
отходы стоят исследующие подходящие кристаллические структуры
ученые Еропы, России и Японии -- американцы предпочитают для
надежных контейнеров стеклоподобные соединения.
стр.
|
