Манчестерский университет: технеций-99 связан в минералах, из раствора удалено 99% и более в лаборатории

Исследователи Манчестерского университета, работающие в Национальном ядерном центре коллективного пользования RADER, разработали два лабораторных метода захвата и иммобилизации технеция-99, сообщает manchester.ac.uk. В тестах один метод удалил из раствора более 99 процентов изотопа, другой — до 99 процентов manchester.ac.ukmanchester.ac.ukmanchester.ac.ukОткрыть источник ↗. Технеций-99 — долгоживущий побочный продукт производства и переработки ядерного топлива. Во многих средах он образует высокоподвижную химическую форму, которая легко переносится водой и почвой, поэтому это приоритетный загрязнитель на Селлафилде в Великобритании и Хэнфорде в США.

Технеций в слоистых двойных гидроксидах

Первое исследование описывает удаление технеция из потоков жидких отходов путём включения в слоистые двойные гидроксиды (LDH) — класс инженерных минералов, применяемых при очистке окружающей среды. При формировании минерала растворённый технеций уходил из раствора и химически переходил в менее подвижную форму. Удалено более 99 процентов загрязнителя, в том числе при повышенных концентрациях технеция.

Рентгеновский анализ на источнике Diamond Light Source и микроскопия показали, что технеций встраивается в структуру минерала по мере его образования. Авторы называют это первым свидетельством включения технеция в октаэдрические слои минерала LDH. Итог — стабильная неорганическая форма отходов для долгосрочного хранения. Сэмюэл Шоу сообщил, что команда работает с Селлафилдом по программе Game Changers, чтобы определить, поможет ли инструмент при выводе объекта из эксплуатации.

Гидроксиапатит и соединение из ядерной медицины

Второе исследование заимствует подход из ядерной медицины. Метилендифосфоновая кислота (MDP) применяется при сканировании костей, связывая технеций-99m с гидроксиапатитом — фосфатом кальция, из которого состоит кость. Ранее в RADER разработали гидроксиапатитную очистку на месте для радионуклидов, например урана, но высокая подвижность технеция-99 ограничивала удаление этим путём manchester.ac.ukmanchester.ac.ukmanchester.ac.ukОткрыть источник ↗.

Вместе с отделением ядерной медицины The Christie NHS Foundation Trust и Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией команда использовала MDP, чтобы получить растворимый комплекс с химически восстановленным технецием-99. Затем гидроксиапатит захватывал комплекс в условиях, характерных для крупных ядерных наследий. Лабораторные тесты показали удаление до 99 процентов из раствора, а эксперименты с визуализацией показали, что подход работает и в условиях реального потока грунтовых вод.

Авторы также сообщают о первой демонстрации того, что микробы могут участвовать в образовании комплекса технеция с MDP через биологическое восстановление. В сочетании с фосфатной минералообразующей технологией подход мог бы обеспечить адресное удаление технеция из загрязнённых земель. Работа опубликована в журнале Environmental Science & Technology.

Методы рассчитаны на разные условия: один обрабатывает жидкие отходы и даёт твёрдую форму отходов, другой иммобилизует технеций в грунте и грунтовых водах с помощью фосфатных минералов manchester.ac.ukmanchester.ac.ukmanchester.ac.ukОткрыть источник ↗.