ИСТИНА

Низкая водопроницаемость и хорошие сорбционные свойства по отношению ко многим радионуклидам позволяют рассматривать глины как перспективный материал для барьерных систем при захоронении радиоактивных отходов. Кроме того, ввиду широкой распространенности глин в природе, при исследовании поведения радионуклидов в окружающей среде возникает задача изучения их взаимодействия, а именно: структуры образуемых поверхностных комплексов, их устойчивости, миграционных свойств и превращений при изменении внешних условий. Особенное внимание уделяется техногенному урану как наиболее частому загрязнителю окружающей среды в результате человеческой деятельности в области ядерной промышленности за последние десятилетия. Действенным методом для определения типов поверхностных комплексов является спектроскопия рентгеновского поглощения (XAS, X-Ray Absorption Spectroscopy). Анализ области дальней тонкой структуры (EXAFS, Extended X-Ray Absorption Fine Structure) позволяет определить типы атомов в локальном окружении урана и расстояния до них. Основываясь на этих данных, можно строить предположения о характере образуемых комплексов, их устойчивости и миграционных свойствах. Для исследования сорбированных комплексов этот метод оказывается особенно важным, поскольку такие системы с крайне низкой концентрацией урана и отсутствием упорядоченности структуры изучать лабораторными методами затруднительно. В данной работе методом спектроскопии рентгеновского поглощения были определены параметры локального окружения урана в сорбированных комплексах на глинах месторождений Зырянское, Таганское, Катч, Вайоминг, в разных условиях рН среды и концентраций урана. Структура локального окружения – последовательность координационных сфер и типы атомов в них – для всех образцов одни и те же. Однако, в зависимости от состава глины, межатомные расстояния варьируются в характерных диапазонах. Экваториальная координационная сфера расщеплена на две с расстояниями 2.24- 2.31 Å и 2.40-2.46 Å. Координационные сферы атомов Si/Al поверхности глины расположены на расстояниях, изменяющихся в более широких пределах: ~ 3.15, 3.4 и 3.6 Å для бидентатной и монодентатной координации. В работе было показано, что при сорбции на глинах различных месторождений образуется несколько типов комплексов, вклад которых изменяется при изменении значения кислотности среды и состава глины. Для подтверждения предполагаемых по межатомным расстояниям структур дальнейшим шагом представляется компьютерное моделирование этих систем. Расчет разных структурных конфигураций и их соотнесение со спектрами позволит надежно определять типы поверхностных комплексов в значимых для окружающей среды системах и условиях. Авторы благодарны проф. д.ф.-м.н. Кристине Квашниной и к.г.-м.н. Елене Базаркиной за помощь в измерениях XAS в Европейском центре синхротронных исследований. Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ, проект 19-73-20051.