ИСТИНА

Глины являются перспективным материалом для барьерных систем при захоронении радиоактивных отходов и широко распространенным компонентом природных систем. При исследовании поведения радионуклидов в окружающей среде возникает задача изучения структуры образуемых поверхностных комплексов, для прогнозирования их устойчивости и миграционных свойств. Особенное внимание уделяется техногенному урану как наиболее частому загрязнителю окружающей среды в результате человеческой деятельности в области ядерной промышленности. Действенным методом для определения типов поверхностных комплексов является спектроскопия рентгеновского поглощения. Анализ области дальней тонкой структуры (EXAFS) позволяет определить типы атомов в локальном окружении урана и расстояния до них. Однако, этих данных недостаточно для точного определения конфигурации сорбированных комплексов и их локализации на поверхности глинистого минерала. С этой точки зрения, использование компьютерного атомистического моделирования имеет важное значение для более глубокого понимания структур комплексов уранила, UO2+, на глинистых минералах. Целью работы являлось исследование локальной структуры и локализации комплексов уранила, сорбированного на глинистых минералах группы смектитов путем сочетания экспериментального и теоретического подходов. Для определения локальной структуры комплексов, использовались глины различных месторождениий (Вайоминг, Таганское, Зырянское), сорбционные эксперименты проводились в диапазоне pH 3-8 и исходных концентрациях уранила 10-7-10-5 M. Анализ главных компонент EXAFS спектров показал, что весь набор данных описывается одним спектрально значимым компонентом, представляющим собой усреднение по нескольким наиболее устойчивым комплексам. Полученные в результате обработки усредненного спектра межатомные расстояния хорошо согласуются с ранее опубликованными результатами DFT [1] расчетов наиболее устойчивых конфигураций краевых комплексов. Выполненное с помощью силового поля ClayFF [2] атомистическое моделирование уранила сорбированного на внешних базальных поверхностях показывает структурные параметры, противоречащие экспериментальным результатам, в тоже время модель с уранилом в межслоевом пространстве глины имеет межатомные расстояния близкие к экспериментальным.