Ученые Кольского научного центра РАН получили материалы для безопасного использования навигационных систем Севморпути

Ученые Кольского научного центра РАН и Дальневосточного федерального университета разработали керамические матрицы, обеспечивающие безопасное функционирование в радиационных источниках тока, применяющихся на Северном морском пути. Об этом сообщили в Кольском научном центре.

Система навигационных и радиомаяков, световых знаков и автоматических метеостанций используется для сопровождения судов по СМП. Питание этой аппаратуре вдоль всего Северного морского пути от побережий Сахалина, Курильских островов, Чукотки и Якутии до островов Баренцева и Белого морей поступает от радиационных источников тока, наиболее перспективными из которых являются РИТ-90 на основе изотопа стронция-90. Защиту от радиационного воздействия обеспечивает специальная капсула, восприимчивая к физическому разрушению.

"Хотя капсула с активной зоной и защищена от внешних воздействий, сложившаяся система обращения с РИТ-90 не позволяет обеспечить его физическую защиту. Авария, несанкционированное извлечение или террористический акт ведут к полному разрушению РИТ-90, что может привести к переоблучению и гибели оператора и населения. Выходя во внешнюю среду, в том числе в морскую акваторию, стронций-90 по пищевой цепочке "донные микроорганизмы — водоросли — рыба" поступает в организм человека, что официально подтверждает МАГАТЭ", ― уточнили в пресс-службе Кольского научного центра.

Ученые отмечают, что за последние 20 лет произошло свыше 20 инцидентов с выходом радиоактивности в окружающую среду, смертельных случаев со взрослыми и детьми. Для решения этой проблемы разработали способ синтеза композитных керамик для иммобилизации стронция-90, при котором порошковые материалы подвергают высокоскоростному разогреву и уплотнению. При такой технологии используется внутренняя тепловая энергия материала, в то время как при традиционных способах необходимую энергию требуется на протяжении нескольких часов подавать извне.

"Были подготовлены порошковые смеси для четырех образцов керамических материалов со структурами минералов шеелита, полевого шпата, перовскита и повелита. В полученном керамическом материале атомы связаны прочнее, чем ежели бы частички оставались сами по себе, но были вплавлены в прочное связующее вещество. В итоге опасные атомы стронция не излучаются из материала наружу, как ранее. Даже когда эту матрицу заливают водой, в том числе морской", ― добавили в научном центре.

В результате получили матричные компоненты с высокими степенью защиты, твердостью и плотностью. В кристаллических структурах матриц образовались прочные химические связи, что позволяет обеспечивать долговременную иммобилизацию радионуклидов. При этом связанными остаются не только исходные атомы стронция, но и продукты их распада, которые в иных условиях могут проникать в окружающую среду. Результаты опубликованы в журналах Ceramics International, Journal of Radioanalytical & Nuclear Chemistry, Coatings, Journal of Composites Science, Materials.