В рамках гранта РФФИ ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) доказали, что электромагнитные импульсы уменьшают активность растворов радионуклидов. Таким образом можно очищать загрязненную воду, сливаемую с промышленных предприятий, и даже накопленную в водных объектах.
Промышленные предприятия загрязняют окружающую среду не только выбросами, которые образуются во время работы, но и после завершения цикла. Сточные воды фабрик, заводов и комбинатов нуждаются в не менее пристальном внимании, потому что их необходимо очищать от вредных веществ. Доктор физико-математических наук, профессор Южно-Уральского государственного университета Валерий Крымский предложил использовать для этих целей наносекундные электромагнитные импульсы (НЭМИ), короткие (0,6 наносекунды), но очень мощные (до 4 МВт).
Ученый ЮУрГУ в 2021 году проводил исследования в рамках гранта РФФИ, полученного на выполнение проекта «Разработка теории и технологии ускоренного уменьшения активности водных растворов радионуклидов». В результате было доказано: НЭМИ осаждают тяжелые металлы в воде, растворенные радионуклиды выпадают в осадок, удельная активность радиоактивной воды уменьшается.
«Мы сделали установку проточного типа, в которую заходит радиоактивная вода, а после воздействия НЭМИ выходит почти чистая. Импульсы создаются специальным генератором, ранее изобретенным нами совместно с Институтом ядерной физики СО РАН. За две минуты в установке проточного типа вода с цезием-137 теряет 40% активности. В результате мы получаем доли граммов осадка и литры очищенной воды», – рассказал профессор Политехнического института ЮУрГУ Валерий Крымский.
Осадок пока не пробовали подвергать воздействию импульсов, однако и с ним можно работать по проверенной технологии. Обычно осадок собирают и хранят в герметичных бочках, таким образом, негативного воздействия на среду не происходит.
На фото: установка проточного типа без внешнего цилиндра и экспериментальная установка в сборе
Валерий Крымский отметил, что его разработка будет полезна для ПО «Маяк». Этот объект атомной отрасли работает в Челябинской области с середины 20 века, и отходы его производства хранятся в озерах, образующих Теченский водный каскад. Очищать их распространенной сегодня технологией, выпариванием, просто невозможно: объем работы слишком большой. Однако при длительном воздействии НЭМИ возможна очистка и сливаемой воды, и существующих водоемов.
Под воздействием импульса молекулы воды возбуждаются, распадаются на ионы, а затем отрицательный ион OH распадается на электрон и нейтральный радикал. Именно электрон при переходе в водную среду приводит к образованию новых химических частиц, которые реагируют с растворенными радионуклидами, и те выпадают в осадок. Согласно результатам исследования, коэффициент снижения активности воды с кобальтом-60 равен 20, с цезием-134 – 7,7, с цезием-137 – 8,6, с ниобием-94 – 46.
Отметим, что на средства гранта РФФИ ученые также заложили основу для будущих исследований, связанных с воздействием НЭМИ. В сотрудничестве с Белоярской атомной электростанцией (Свердловская область) прошел эксперимент по уменьшению бета-активности блока радиоактивного графита. За 25 минут воздействия удалось в два раза снизить бета-активность блока.
Южно-Уральский государственный университет – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
СМИ о нас:
Научная Россия: Ученые ЮУрГУ электромагнитными импульсами очищают воду от радиации