Создание базы данных перспективных адсорбентов для очистки от радиоактивных веществ с АЭС

NIMS собирает базовые данные о природных минералах из различных регионов и неорганических материалах с разным химическим составом в качестве инструмента для выбора подходящих материалов и предоставит эту информацию в базе данных материалов NIMS (MatNavi).

Поиск более эффективных методов очистки от радиоактивных веществ, выброшенных с АЭС «Фукусима-дайити» после землетрясения и цунами 11 марта 2011 года, является актуальной задачей. В настоящее время наиболее перспективным подходом считается использование в качестве адсорбентов природных минералов, начиная с цеолита.

На практике даже природные минералы с одним и тем же групповым названием обладают разной адсорбционной способностью в зависимости от химического состава и региона происхождения. Эффективность также сильно варьируется в зависимости от условий использования, таких как концентрация радиоактивных веществ и кислотность среды. Таким образом, поскольку наиболее эффективный адсорбент зависит от условий применения, необходимо подбирать оптимальный материал для каждого конкретного участка. Однако всеобъемлющих данных об адсорбционной способности большого числа перспективных материалов не существовало нигде в мире, что подчеркивало острую необходимость создания соответствующей базы данных.

Национальный институт материаловедения (NIMS) собирает такие базовые данные о природных минералах из разных регионов и неорганических материалах с различным химическим составом и предоставит их в своей базе данных MatNavi. Объектами исследования являются адсорбенты для цезия, стронция и йода. Для изучаемых адсорбентов NIMS собрал около 800 базовых данных по 60 видам материалов из разных месторождений и с разным химическим составом.

Загрязнение в результате выброса радиоактивных веществ затрагивает широкий спектр сред. Целевые объекты варьируются от загрязненной воды, включая морскую воду, использовавшуюся для охлаждения активной зоны реактора и накапливающуюся на территории станции, до загрязненной почвы вблизи станции и в более широком регионе (рисовые поля, поля, сады и т.д.), лесов, водоемов, зданий и дорог. Загрязненная вода также крайне разнообразна: морская вода, речная вода, пруды и озера, бассейны, сельскохозяйственная вода и др. Поскольку необходимо удалять радиоактивные вещества из этого разнообразного спектра объектов, NIMS проводит эксперименты и собирает данные по многим типам адсорбентов в самых разных условиях.

Создание базы данных осуществляется консорциумом в составе 7 университетов, 4 независимых административных учреждений и 1 фонда под руководством доктора Хирохисы Ямады, руководителя группы функциональных геоматериалов NIMS. Помимо NIMS, в проекте участвуют Университет Хоккайдо, Университет Ивате, Токийский технологический институт, Университет Симанэ, Университет Миядзаки, Столичный университет Токио, Технологический институт Канадзавы, Японский международный исследовательский центр сельскохозяйственных наук (JIRCAS), Национальный институт передовых промышленных наук и технологий (AIST), Японское агентство по атомной энергии (JAEA) и Центральный научно-исследовательский институт электроэнергетики (CRIEPI). Эти исследовательские группы также являются ключевыми членами Общества глинистых наук Японии.

Данный научно-исследовательский проект реализуется в основном при поддержке Стратегических фондов содействия развитию науки и технологий на 2011 финансовый год Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий (MEXT) в рамках программы «Создание основы для принятия мер по воздействию радиоактивных веществ на окружающую среду».