Оксид графена мгновенно выводит радиоактивные вещества из воды
Удаление радиоактивных веществ из загрязненной воды - как, например, после аварии на атомной электростанции Фукусима в Японии - может стать проще. Ученые из Университета Райса в Хьюстоне, США, и Московского государственного университета обнаружили, что, когда в такую воду попадают хлопья оксида графена, радионуклиды начинают конденсироваться и обретать форму "комков". Эти сгустки могут быть легко отделены от жидкости и удалены.
В настоящее время для удаления радиоактивных загрязнителей из воды используются бентонитовая глина и активированный уголь. Но хлопья оксида графена, как сообщается, являются гораздо более эффективным пурификатором. Большая площадь поверхности позволяет каждому из них адсорбировать большое количество токсинов, а сам процесс происходит в течение нескольких минут. Агглютинированный материал все еще является радиоактивным, поэтому он должен быть обработан и утилизирован соответствующим образом.
При тестировании данной технологии выяснилось, что на ход адсорбции не влияет добавление в воду каких-либо дополнительных веществ. Во время тестов в жидкость были добавлены микроскопические хлопья толщиной в один атом. Вода содержала уран и плутоний, а также кальций и натрий – эти вещества в случае применения традиционных технологий дезактивации негативно влияют на ход адсорбции радионуклидов. Тем не менее, оксид графена оказался в состоянии быстро связать в "комок" самые опасные токсины – вне зависимости от уровня рН воды.
"Если у вас есть огромный бассейн с радиоактивными материалами, добавьте туда оксид графена и удалите образовавшийся твердый материал, который вобрал в себя ионы радиоактивных веществ из жидкости", сказал Джеймс Тур, химик из Университета Райса, который руководил исследованием наряду со Степаном Калмыковым из МГУ. "Затем можно будет его утилизировать - сжечь. Оксид графена горит очень быстро и оставляет после себя лишь те самые радиоактивные материалы, которые вы можете при желании повторно использовать".
Новая технология очистки воды может применяться при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, как во время аварии на АЭС Фукусима в 2011 году. В тот раз спасатели были вынуждены охлаждать раскаленный реактор огромным количеством воды из океана, которая потом сбрасывалась обратно из-за отсутствия технологий быстрой очистки.
Тур также считает, что данный метод может использоваться не только для ликвидации последствий ЧС, но и с целью удаления природных радиоактивных материалов, которые являются сопутствующим продуктом проведения операции гидравлического разрыва пласта (гидроразрыва пласта; ГРП) – метод интенсификации работы нефтяных и газовых скважин и увеличения приемистости нагнетательных скважин. Радионуклиды, которые можно ликвидировать с помощью данной технологии, также появляются во время добычи редкоземельных металлов.
Использованы материалы Университета Райса и Московского государственного университета
Фото: Университет Райса ©
14 января 2013
