Ученые ДВФУ совместно с исследователями из Курчатовского института использовали синхротронное излучение для создания нового сорбента

Команда ученых молодежной лаборатории структурного материаловедения Института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ совместно с коллегами из НИЦ «Курчатовский институт» разработали способ получения высокоэффективного сорбента для очистки сточных вод от токсичного и радиоактивного урана. Для получения точной информации о химических формах содержания урана исследователи использовали данные, которые были получены с использованием синхротронного излучения на источнике «КИСИ-Курчатов». Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом международном научном журнале Journal of Water Process Engineering.

«Благодаря применению синхротронного излучения мы получили научные сведения о химической форме урана, сорбированного на разработанном нами материале. С применением спектроскопи и поглощения рентгеновского излучения были определены степени окисления и атомное окружение исследуемого элемента с высочайшей точностью. На основе этих данных был установлен механизм сорбции урана и предложен способ создания нового сорбента с улучшенными свойствами», — объяснил основной участник исследования, младший научный сотрудник, аспирант Никита Иванов.

Установление точной химической формы содержания урана с помощью синхротронного излучения позволило ученым предположить, какие условия получения материала приведут к наилучшим значениям его сорбционных характеристик. Результаты исследования позволят решить проблему очистки сточных вод предприятий ядерного топливного цикла от радионуклидов урана, токсичного и опасного химического элемента. Кроме этого, разработанный сорбент может быть использован и для добычи и концентрирования урана из его руды вместо применяемых в промышленности в настоящее время ионообменных смол.

«Разработка эффективных сорбентов будет способствовать решению промышленных задач компаний-партнеров университета, в том числе Госкорпорации «Росатом», ПАО «Роснефть» и ОАО «Транснефть». Таким образом, научно-технические работы наших ученых являются важным элементом одного из приоритетных направлений деятельности вуза, ориентированного на обеспечение технологического развития государства. Многолетний опыт ученых и специалистов ИТПМ ДВФУ в области сорбционных технологий очевидно может быть высоко востребован в самой ближайшей перспективе в рамках эксплуатации новых атомных реакторов, планируемых к строительству и запуску в 2032 году в Приморском и Хабаровском краях», — отметил руководитель исследования, к.х.н. Евгений Папынов.

Результат открывает новые возможности для снижения затрат на извлечение урана при одновременном повышении экологической безопасности процесса, что имеет стратегическую значимость для развития атомной промышленности и защиты природной среды.

Данные о формах содержания урана были получены сотрудниками Молодежной лаборатории структурного материаловедения в ходе рабочих командировок на источник синхротронного излучения «КИСИ-Курчатов» в г. Москва. Исследователи, в коллектив которых входят аспиранты, студенты и молодые ученые ДВФУ, регулярно посещают Курчатовский синхротрон для получения уникальных данных и наработки опыта использования синхротронного излучения.

«Задача ученых нашей Молодежной лаборатории состоит как в реализации передовых исследований на установках класса «мегасайенс», так и в формировании кадрового резерва для будущего синхротрона РИФ на о. Русский. Для этого наши студенты в ходе работы на «КИСИ-Курчатов» обучаются методам, которые основаны на использовании синхротронного излучения. Мы активно привлекаем студентов и аспирантов ДВФУ к экспериментам и обработке данных, а также распространяем накопленный опыт, интегрируя его в образовательные программы ИТПМ ДВФУ. И в разработку разработку сорбента для извлечения урана из жидких сред внесли именно те ребята, которые прошли углубленные научные стажировки на синхротронном комплексе», — прокомментировал зав. лаборатории к.ф-м.н. Антон Шурыгин.

Молодежные лаборатории ИТПМ ДВФУ, в число которых входит Лаборатория структурного материаловедения (руководитель к.ф-м.н. Шурыгин А.В.) и Лаборатория рентгенодифракционных исследований (руководитель к.х.н. Драньков А.Н.), были организованы в 2024 году с целью формирования научной базы и кадрового потенциала, необходимого для будущего синхротрона «Русский источник фотонов» на о. Русский.

Напомним, строительство синхротрона РИФ ведется в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019–2030 годы НИЦ «Курчатовский институт» в сотрудничестве с ДВФУ. Открытие первых экспериментальных станций синхротрона планируется к 2030 году. Синхротрон сможет обеспечить уникальными научными данными пользователей из ведающих университетов и научно-исследовательских институтов Дальнего Востока. Поэтому, уже сейчас ДВФУ совместно с НИЦ «Курчатовский институт» реализуют программу подготовки высококлассных специалистов для обслуживания синхротрона, частью которой являются и Молодежные лаборатории.