После аварии на АЭС "Фукусима-1" в защитных сооружениях, построенных вокруг станции, остались сотни миллионов литров радиоактивной воды. Эта вода по-прежнему никуда не делась, поскольку отправлять её в океан нельзя, а как переработать, пока не ясно. Недавно учёные из Казанского Федерального Университета и Университета Райса в США (Rice University) предложили свой способ решения проблемы.
Они модифицировали углерод таким образом, чтобы он мог, как говорят разработчики, отделить воду от радионуклидов.
Известный как оксидативно-модифицированный углерод (OMC), материал получается в ходе обработки существующих форм углерода окисляющими химическими веществами. Это делается с целью увеличения их площади поверхности и для добавления молекул кислорода в их структуру.
Учёные использовали в качестве исходных материалов два вида углерода (оба являются весьма дешёвыми). Один называется C-seal F, и он уже сегодня используется в нефтяной промышленности в качестве добавки в буровые растворы. Второй — минерал шунгит, который можно найти в природе, главным образом на территории России.
Исследователи сообщают, что в лабораторных тестированиях OMC проявил высокую эффективность при поглощении радиоактивных катионов металлов, в том числе цезия и стронция, из загрязнённой воды. Это два основных химических элемента, которые были выпущены в окружающую среду при аварии на АЭС "Фукусима-1", произошедшей после землетрясения и цунами.
Максимум 800 миллиграммов OMC1 (полученного из C-seal F) удаляет примерно 83% цезия и 68% стронция из 100 миллилитров воды. OMC2 (из шунгита) в тех же концентрациях поглощает 70 процентов цезия и 47 процентов стронция.
Исследователи были очень удивлены, увидев, что простые частицы шунгита извлекают из образцов практически столько же цезия, как и его оксидированный "коллега".
"Примечательно, что самый обычный шунгит используется местными жителями для очистки воды на протяжении многих лет, — говорит один из авторов работы старший научный сотрудник КФУ Айрат Димиев. – Но мы увеличили его эффективность во много раз, а также раскрыли факторы, стоящие за его результативностью".
Ранее Димиев работал на позиции постдока в Университета Райса под руководством химика Джеймса Тура (James Tour).
Материал, разработанный учёными, также может захватить в свою ловушку радиоактивные элементы, которые попадают в водосток при добыче нефти – уран, торий и радий.
Специалисты отмечают, что воду, идущую прямо в океан, можно будет просто единожды пропустить через фильтры OMC. Использованные фильтры затем нужно будет сжечь. В итоге останется сравнительно небольшое количество радиоактивной золы.
Исследование было опубликовано в научном издании Carbon.
Добавим, что Тур ранее работал с исследователями из Московского Государственного Университета имени М.В. Ломоносова. Международная коллаборация учёных тогда продемонстрировала способ удаления радионуклидов из воды с помощью оксида графена в качестве сорбента. Но использование OMC делает очистку воды ещё проще и дешевле.
