Исследование химии технеция-99, проведенное Вашингтонским государственным университетом, улучшило понимание сложных ядерных отходов и может привести к более совершенным методам очистки.
О работе сообщается в журнале Inorganic Chemistry. Его возглавили Джон Макклой, доцент Школы машиностроения и материаловедения, и аспирант-химик Джейми Уивер. Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), Управления охраны рек и Национальной лаборатории Лоуренса Беркли сотрудничали.
Технеций-99 является побочным продуктом производства плутониевого оружия и считается серьезной проблемой США по очистке окружающей среды. На ядерном комплексе Хэнфорд-Сайт в штате Вашингтон около 2000 фунтов этого элемента рассеяно примерно в 56 миллионах галлонов ядерных отходов в 177 резервуарах для хранения.
Министерство энергетики США строит завод по переработке отходов в Хэнфорде для иммобилизации опасных ядерных отходов в стекле. Но исследователи зашли в тупик, потому что не весь технеций-99 входит в состав стекла, а улетучившийся газ необходимо возвращать обратно в плавильную систему.
Элемент может быть хорошо растворим в воде и легко перемещается в окружающей среде в определенных формах, поэтому он считается значительной опасностью для окружающей среды.
Поскольку с соединениями технеция сложно работать, в более ранних исследованиях использовались менее летучие заменители, чтобы попытаться понять поведение материала. По словам Макклоя, некоторые из соединений сами по себе не изучались в течение 50 лет. «Логистика очень сложная», - сказал он.
Работа WSU проводилась в узкоспециализированной Лаборатории радиохимической обработки PNNL и радиологическом приложении Лаборатории молекулярных наук об окружающей среде.
Исследователи провели фундаментальные химические тесты, чтобы лучше понять технеций-99 и его уникальные проблемы с хранением. Они определили, что натриевые формы элемента ведут себя совсем иначе, чем другие щелочи, что, возможно, связано с его летучестью и с тем, почему он может так реагировать с водой.
«Структура и спектральные характеристики этих соединений помогут уточнить понимание того, как технеций входит в состав стекол ядерных отходов», - сказал Макклой.
Исследователи также надеются, что работа будет способствовать изучению других малоизученных химических соединений.