ИСТИНА

Захоронения радиоактивных отходов (РАО) предусматривает создание защитной системы инженерных барьеров, предназначенных для обеспечения безопасности хранилища на длительные периоды. Для данных целей предполагается использование барьерных материалов, которые позволяют предотвратить поступление радионуклидов в окружающую среду ввиду высокой сорбционной способности и низкой водопроницаемости. Наиболее перспективным материалом принято считать бентонитовые глины, свойства которых обеспечиваются присутствием минералов подгруппы смектита. В данной работе была сопоставлена сорбционная способность минералов различных групп (смектита, каолинита, иллита и цеолита), являющихся распространенными компонентами бентонитовых глин, по отношению к цезию. Также были использованы природные бентонитовые глины малоизученных месторождений России и СНГ (Даш-Салахлинского, Динозаврового, Зырянского, 10-й Хутор), выделенные из них Na-фракции монтмориллонита, и широко изученные образцы МХ-80 (США, Вайоминг), Кунипиа Ф (Япония), FEBEX (Испания)[1]. Было исследовано влияние заряда слоя смектита на величину сорбции цезия. Взаимодействие цезия происходит по механизму ионного обмена: ≡XNa + Cs+ D ≡XCs + Na+, где ≡ Х сорбционные центры. В ходе работы были изучены зависимости сорбции цезия в широком диапазоне концентраций (10-14- 10-2 М) и рН (2-10). Обнаружены существенные различия в поведении цезия на исследуемых образцах. Наблюдалось снижение сорбции цезия в ряду иллит-монтмориллонит~цеолит-каолинит во всем диапазоне изученных концентраций. Несмотря на различия в структуре, аналогичные сорбционные зависимости были получены для образцов МХ-80 и цеолита. Для ряда бентонитов (FEBEX, месторождений Зырянское, Динозавровое, Даш-Салахинское и 10-й Хутор) наблюдаются 2 плато на изотермах сорбции, что свидетельствует о существовании различных типов сорбционных центров. МХ-80 и Кунипиа Ф имеют схожий минеральный состав, но на изотермах сорбции наблюдается лишь один сорбционный центр, а значения сорбции ниже во всем диапазоне. Также существенные различия наблюдаются при сорбции цезия на образцах 10-й Хутор и Динозаврового месторождения, имеющих схожий. минеральный состав. Существенные различия сорбционных свойств бентонитов с близким составом могут быть связаны с влиянием тонкой структуры образца. Выявлена корреляция между сорбцией следовых концентраций цезия и величиной заряда слоя образца. Так, большая величина заряда слоя обуславливает высокую сорбционную способность на монтмориллоните Зырянского месторождения, в то время как для нонтронита наблюдается более слабое взаимодействие цезия в этом же диапазоне концентраций.