Ржавчина захватывает нуклиды в "ловушку"

Ученые из Университета Копенгагена открыли способ более надежного хранения долгоживущих радионуклидов — в частности, нептуния-237. Они считают, что в целях предотвращения утечки радиации следует использовать контейнеры, стенки которых покрыты… ржавчиной. Правда, не обычной, а зеленой! Это вещество обладает свойством захватывать нуклиды в "ловушку".

Фото: Фото: AP

Нептуний-237 содержится в отработанном топливе ядерных реакторов. Период его полураспада длится более двух миллионов лет, и не исключено, что в отдаленном будущем возможна утечка радиации из хранилищ.

Датские исследователи решили проанализировать взаимодействие очень подвижного нептунил-иона NpO2+, возникающего в ядерном хранилище вследствие радиолиза (так называют разложение химических соединений под действием ионизирующих излучений), с так называемой "зеленой ржавчиной" (green rust — GR). Последняя представляет собой глиноподобный слоистый материал, содержащий железо во II и III степени окисления.

Читайте также: Чем страшен призрак Фукусимы?

Вещество такого состава образуется при коррозии стали в определенных условиях, а также встречается в виде минерала в грунтовых водах. Оно обладает высокой реакционной способностью, в том числе может сорбировать радиоактивные нуклиды.

Ученые обнаружили, что при реакции нептуния с зеленой ржавчиной он быстро выпадает в осадок и восстанавливается на ее кристаллах. Даже после того как полученному веществу позволили полностью окислиться в водной суспензии, примерно половина массы радионуклида осталась крепко связанной кристаллами ржавчины.

С точки зрения авторов открытия, для повышения надежности хранения нептуния-237 надо создать условия, при которых на стенках металлических контейнеров образовывался бы слой GR. В случае повреждения контейнера зеленая ржавчина препятствовала бы утечке радиации во внешнюю среду.

В связи с последними событиями на японской АЭС "Фукусима" интерес людей к способам защиты от радиации значительно повысился. Что же реально может защитить нас от губительного воздействия радиоактивных веществ? Увы, на данный момент универсальных радиационных протекторов не существует. Как известно, радиация имеет несколько видов классификации, в зависимости от характера и заряда частиц излучения. Поэтому средства защиты изготавливаются из различных материалов, предохраняющих от конкретных видов излучения.

Фото: AP

Поэтому, если вы вынуждены по какой-то причине находиться вблизи источников радиации, необходимо применять специфические индивидуальные средства защиты. Например, от альфа-излучения (представляющего собой направленный поток ядер атома гелия, состоящих из двух протонов) защитят резиновые перчатки, экран из бумаги или респиратор. От бета-излучения (направленный поток электронов) — экран, сделанный из стекла, тонкого алюминия или плексигласа. А вот оградить себя от гамма-излучения (представляющего собой электромагнитные волны) гораздо сложнее.

Тут потребуется спецодежда, обладающая экранирующим действием. Она может быть изготовлена из свинца, чугуна, стали, вольфрама и других тяжелых металлов. Так, после аварии на Чернобыльской АЭС ликвидаторы работали в спецкостюмах из свинца (которые, впрочем, справляясь с гамма-лучами, были абсолютно бессильны перед нейтронным излучением). И, наконец, для защиты органов дыхания от выбросов, содержащих в себе соли радиоактивных металлов, понадобится обычный противогаз.

Специалисты также утверждают, что от нейтронных частиц могут эффективно защищать всевозможные барьеры из полимеров (например, из обычного полиэтилена) и даже простая вода.

Поэтому не следует надеяться на то, что зеленая ржавчина защитит от любого радиоактивного излучения. Тем не менее, справиться с "нептуниевой угрозой" она может, что, в общем-то, уже хорошо, поскольку данный химический элемент является одним из самых опасных для человека. Обычно он, как и другой опасный элемент, плутоний, образуется путем длительного облучения урана в ядерных реакторах. При радиоактивном распаде этот элемент испускает высокоэнергетические α-частицы и β-частицы со средней энергией.

Эксперименты с животными показали, что при попадании в организм 60-80 процентов нептуния он откладывается в костях. Все бы ничего, только вот радиобиологический период полувыведения нептуния из организма составляет 200 лет! Оставаясь же внутри костной ткани, нептуний постепенно разрушает ее, убивая попутно и стволовые кроветворные клетки. То есть оставляет организм и без опоры, и без транспортной системы.

Читайте также: Фукусима вряд ли заставит отказаться от АЭС

Именно поэтому все разработки по защите от нептуния чрезвычайно важны для человечества. Но вот, похоже, на него все-таки нашли управу. Глядишь, через некоторое время и от плутония научимся защищаться. В любом случае, до тех пор, пока в мире существуют АЭС и ядерное оружие, выбрасывать проржавевшие металлические покрытия явно не стоит!

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"