Химики МГУ синтезировали соединение, способное «вытягивать» из отработавшего ядерного топлива ионы редкоземельных металлов. Оно состоит из органического вещества пиридина, «укрепленного» фосфором.
К редкоземельным металлам относятся скандий, иттрий и группа лантаноидов из 15 других редких химических элементов. Большую часть таких металлов в России используют в электронике. Также их применяют для создания катализаторов в нефтепереработке, магнитов и линз в оптике.
Ученые предложили использовать в качестве экстрагента пиридиндифосфат — синтетические соединения из пиридина (органического вещества на основе каменноугольной смолы) и фосфора. Они синтезировали пиридиндифосфат в лаборатории и провели с ним серию тестов.
Вещество смешали с водой, в которой растворили компоненты отработавшего ядерного топлива. Пиридиндифосфат «вытянул» из воды и связал с собой редкоземельные металлы лантаноиды. За счет фосфора экстрагент получился устойчивым к радиации: он не теряет свойств и не разрушается под ее воздействием.
Сейчас авторы исследования экспериментируют с пиридиндифосфатом и извлечением из топлива других химических элементов. По их словам, новое вещество может стать ступенькой к универсальным многокомпонентным экстрагентам.
Один из современных методов утилизации отработавшего ядерного топлива — разделение его на фракции: группы веществ со схожими химическими или ядерно-физическими свойствами. Экстрагенты «вытягивают» из отработавшего топлива и связывают конкретные составные, образующие фракцию. Затем каждую фракцию утилизируют по своей, наиболее эффективной методике, например захоранивают или нейтрализуют.