Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда, проливают свет на процесс формирования наиболее распространенных в природе вторичных минералов урана — сульфатов — в естественных условиях. Эта информация необходима, чтобы исследовать и предотвращать миграцию этого радиоактивного элемента из месторождений.
Новая работа ученых показала, что введение селена повышает устойчивость кристаллических структур минералов, содержащих уран. «Присутствие грунтовых вод и доступ кислорода приводит к синтезу вторичных форм соединений урана и последующим его распространением в природных объектах. Если мы будем понимать принципы образования вторичных минералов — фаз урана — то сможем обеспечить радиационную безопасность в процессах вскрытия и переработки минералов урана. Изменяя химический состав содержащей уран системы, мы смогли добиться образования более устойчивых и малорастворимых фаз, которые препятствуют выносу радиоактивных материалов в окружающую среду», — рассказал один их соавторов работы, директор Школы естественных наук ДВФУ Иван Тананаев.
В результате экспериментов ученые синтезировали новые соединения сульфато-селенатных систем трех типов. Все три были похожи по строению и имеющих одинаковый состав Mg(UO2)(TO4)2(H2O)4 (T = S,Se). Они содержат одинаковые слои, но последовательность их расположения различается в зависимости от молярного соотношения селена к сумме селена и серы. В условиях природных месторождений или геологических могильников подобные структуры образуются, например, под действием кислорода за счет окисления.
«Нам удалось получить наиболее устойчивую структурную модификацию для сульфато-селенатной системы. Она обладает большой термодинамической устойчивостью, то есть не позволяет распространяться уранил-ионам. Это особенно интересно, потому что недавно в природе был обнаружен минерал ритвельдит, обладающий точно такой же структурой, как и наша система. Разница только в том, что вместо магния в нем присутствует железо. Значит процессы, которые мы исследуем, повторяют природные механизмы кристаллизации», — отметил первый автор исследования, сотрудник СПбГУ Владислав Гуржий.
