Калмыков С.Н.¹ (к.х.н., асс.), Сапожников Ю.А.¹ (д.х.н., в.н.с.),   Новиков А.П.² (к.х.н., зав. лаб.)
Щербина Н.С.¹ (студ.), Хасанова А.Б.¹ (студ),  Тетерин Ю.А.³ (д.х.н., в.н.с.),  Алиев Р.А.¹ (к.х.н., доц.)

1. Кафедра радиохимии, Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
2. Институт Геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского
3. РНЦ "Курчатовский Институт"

Миграционное поведение актинидов в окружающей среде определяется рядом факторов, таких как растворимость соединений, сорбция на почвах и минералах, образование коллоидных растворов и других процессов. Данная работа посвящена изучению поведения актинидов (плутония и нептуния) на границе раздела минерал-природная вода на молекулярном уровне – определению механизмов сорбции, типов образующихся комплексов, установлению возможности протекания окислительно-восстановительных реакций на поверхности и вычислению констант устойчивости образующихся на поверхности комплексов. Для проведения сорбционных экспериментов были синтезированы минералоподобные матрицы, включая гетит (-FeOOH), гематит (-Fe₂O₃), магемит (-Fe₂O₃) и аморфный диоксид марганца (MnO₂). Сорбенты были охарактеризованы методами РФА, сканирующей электронной микроскопии, потенциометрического титрования, Мессбауэровской спектрометрии, была определена свободная поверхность и пористость препаратов.

Сорбционные эксперименты проводились с пятивалентными нептунием и плутонием, а также четырехвалентным плутонием. Была исследована как кинетика сорбционных процессов, так и зависимости сорбции от рН, ионной силы и концентрации металла в равновесных условиях. Определение валентных форм актинидов на поверхности сорбентов проводили используя методы жидкостной экстракции и рентгеновской фотоэлектронной спектрометрии.

Было установлено, что на поверхности гетита происходит диспропорционирование Pu(V), что не наблюдалось в случае с Np(V). Сорбция на гематите и магемите не сопровождается окислительно-восстановительными реакциями.

Установлено, что основным механизмом сорбции исследуемых радионуклидов является образование внутрисферных монодентатных комплексов. Для исследованных минералоподобных матриц вычислены константы устойчивости комплексов на поверхности для Pu(IV), Pu(V) и Np(V).