Керамические матрицы для иммобилизации радиоактивного стронция-90 в радиационных источниках тока (РИТ-90) для обеспечения безопасного использования навигационных систем вдоль Северного морского пути синтезировали ученые Дальневосточного федерального университета и Кольского научного центра РАН. В полученных материалах связанными остаются также продукты распада радиоактивных элементов, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.

Для сопровождения судов по Северному морскому пути используется система навигационных и радиомаяков, световых знаков и автоматических метеостанций. Питание этой аппаратуре вдоль всего Севморпути от побережий Сахалина, Курильских островов, Чукотки и Якутии до островов Баренцева и Белого морей поступает от радиационных источников тока, наиболее перспективными из которых являются РИТ-90 на основе изотопа стронция-90. Защиту от радиационного воздействия в этом случае обеспечивает специальная капсула, которая при этом восприимчива к физическому разрушению.

«Хотя капсула с активной зоной и защищена от внешних воздействий, сложившаяся система обращения с РИТ-90 не позволяет обеспечить его физическую защиту. Авария, несанкционированное извлечение или террористический акт ведут к полному разрушению РИТ-90, что может привести к переоблучению и гибели оператора и населения. Выходя во внешнюю среду, в том числе в морскую акваторию, стронций-90 по пищевой цепочке «донные микроорганизмы — водоросли — рыба» поступает в организм человека, что официально подтверждает МАГАТЭ», — уточнили в пресс-службе Кольского научного центра.

В частности, по данным ученых, за последние 20 лет случилось более 20 инцидентов с выходом радиоактивности в окружающую среду, смертельных случаев со взрослыми и детьми. Для решения этой проблемы разработан способ синтеза композитных керамик для иммобилизации стронция-90, при котором порошковые материалы подвергают высокоскоростному разогреву и уплотнению. При такой технологии используется внутренняя тепловая энергия материала, в то время как при традиционных способах необходимую энергию требуется на протяжении нескольких часов подавать извне.

«Были подготовлены порошковые смеси для четырех образцов керамических материалов со структурами минералов шеелита, полевого шпата, перовскита и повелита. В полученном керамическом материале атомы связаны прочнее, чем ежели бы частички оставались сами по себе, но были вплавлены в прочное связующее вещество. В итоге опасные атомы стронция не излучаются из материала наружу, как ранее. Даже когда эту матрицу заливают водой, в том числе морской», — добавили в научном центре.

В результате были получены матричные компоненты с высокими степенью защиты, твердостью и плотностью. В кристаллических структурах матриц образовались прочные химические связи, что позволяет обеспечивать долговременную иммобилизацию радионуклидов. При этом связанными остаются не только исходные атомы стронция, но и продукты их распада, которые в иных условиях могут проникать в окружающую среду. Результаты работы были опубликованы в журналах Ceramics International, Journal of Radioanalytical & Nuclear Chemistry, Coatings, Journal of Composites Science, Materials.

Изображения: Shutterstock