Ученые лаборатория радиохимии окружающей среды Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) провели исследование, которое раскрывает новый взгляд на миграцию радионуклидов в различных экосистемах, включая зоны воздействия не только радиационных катастроф, но и различных предприятий ядерного топливного цикла. Исследование подтверждает, что радионуклиды вступают в биогеохимические циклы миграции, приводя к их перераспределению и образованию зон вторичного накопления. Полученные данные могут стать ключевыми для разработки стратегий радиационного контроля окружающей среды.

Результаты опубликованы в сборнике Advances in Geochemistry, Analytical Chemistry, and Planetary Sciences издательства Springer Nature (Novikov et. al., 2023).

Для обеспечения безопасности геологической изоляции радиоактивных материалов необходимо понимание основных закономерностей миграции радионуклидов в природной среде. Без этой информации невозможно правильно оценить радиационную обстановку, предсказывать ее развитие и разрабатывать меры по реабилитации уже загрязненных территорий. Цель работы заключалась в изучении распределения радионуклидов в компонентах морских областей, включая донные отложения, взвешенные частицы, в морской воде и бентосе.

Источники радиоактивного загрязнения в России связаны с предприятиями атомной промышленности, такими как Сибирский химический комбинат («СХК», Томская область), Горно-химический комбинат (Красноярский край) и ПО «Маяк» (Челябинская область). Химический взрыв на объекте по хранению отходов на радиохимическом заводе вызвал аварию 1957 года, известную как Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС) или катастрофа в Кыштыме. Было выброшено около 20 миллионов кюри, которые привели к плутониевому загрязнению в зоне трагедии.

На «СХК» для захоронения жидких радиоактивных отходов используется глубокое заложение в слоях осадочных пород. Исследования миграции радионуклидов в резервуаре показывают, что их перемещение ограничено несколькими десятками метров от точки введения из-за антимиграционного барьера, такого как сорбция на горных породах, образование коллоидов, микробиологические превращения и биоаккумуляция. Влияние последних двух факторов на физико-химические формы нахождения актинидов – цель данной работы.

Особенно важным является изучение радиационного загрязнения Арктики. Из-за испытаний ядерного оружия и сброса отходов в стоки рек в Карское и Баренцево моря с конца 1950-х по 1992 год попали жидкие (0,75 ПБк) и твердые (83,6 ПБк) радиоактивные отходы. Представляют потенциальную угрозу семь ядерных реакторов с отработанным топливом, включая частично разгруженный из ядерного ледокола «Ленин», которые были затоплены в Карском море. Общее количество захороненных ядерных реакторов в этом регионе составляет семнадцать.

В работе представлены результаты ряда исследований по изучению форм нахождения, проведенных в ГЕОХИ РАН. Ведущий научный сотрудник лаборатории радиохимии окружающей среды Т. А. Горяченкова отмечает, что результаты исследования также указывают на высокую эффективность сорбции биогенными минералами, что может быть ключом к разработке методов контроля над загрязнениями и миграцией радионуклидов в природных экосистемах.

Работа предоставляет уникальный обзор исследований и раскрывает тайны миграции радионуклидов и их источников на территории Российской Федерации, проведенных в институте ГЕОХИ РАН. Обсуждаются результаты изучения грунтовых вод вблизи производств ядерно-топливного цикла, последствий Кыштымской катастрофы и влияние источников радиоактивного загрязнения на Арктический регион.

Один из значимых выводов – более 30 % плутония-239 связывается органическим веществом в донных отложениях. Исследование также выявило высокую растворимость нептуния в почвенном растворе и его связь с органическим веществом, что объясняет высокую подвижность и аккумуляцию этого радионуклида растениями.

Источник: ГЕОХИ РАН.