Разведка и эксплуатация урана имеют важное значение для многих стран мира, поскольку спрос на использование урана в качестве источника энергии наиболее вероятно будет становиться всё более глобальным. Кроме того, атомная энергетика одна из самых экологичных с точки зрения выбросов углекислого газа.
Тем не менее, утилизация и переработка ядерных отходов являются необходимыми. Приповерхностный перенос урана представляет собой серьезную экологическую угрозу. Уран, как радиотоксин и тяжёлый металл, потенциально может вызвать негативные последствия для здоровья человека. Именно поэтому разработка безопасных и долгосрочных стратегий утилизации отработанного ядерного топлива является важной задачей.
Процесс изменения отработанного ядерного топлива и урана в природе приводят к одним и тем же продуктам выветривания. Таким образом, изучая процессы, происходящие природных условиях, можно научиться предотвращать негативные последствия при обращении с радиоактивными материалами.
Целями данной работы являются подробное рассмотрение структур образованных U6+, в частности, соединений с сульфатными и селенатными оксоанионами, а также катионами щелочных металлов для изучения фазообразования в системе с Rb+
К основным задачам относятся изучение вторичных минералов урана, а также условий их образования; проведение анализа всех известных минералов сульфата уранила и исследование синтетических соединений, в том числе смешанных сульфат- селенатов К+ и Cs+.
В качестве практической составляющей, для изучения в системы с Rb+ лично автором поставлены синтетические эксперименты, сделан рентгенофазовый анализ, проведены фазовые анализы и интерпретация кристаллических структур. Соединения исследованы с помощью рамановской спектроскопии, микрозондового анализа, структуры получены проведением рентгеноструктурного анализа.
В работе проведен кристаллохимический анализ природных и синтетических сульфатов и селенатов уранила с щелочными катионами. Рассмотрены минералы, образующиеся в зонах окисления урановых месторождений, составлен минералогический обзор природных сульфатов уранила, а также рассмотрены синтетические соединения сульфатов и селенатов уранила. Проанализированы системы смешанных сульфат-селенатов с щелочными катионами, на основе данных по которым поставлена серия экспериментов.
Для подробного изучения фазообразования смешанных сульфат-селенатов уранила с щелочными катионами были поставлены синтетические эксперименты, в которых синтезированы и изучены 6 новых соединений с рубидием. Отмечена важная закономерность: поскольку ионный радиус катионов рубидия является промежуточным между радиусами катионов калия и цезия, удалось выявить момент перехода из ромбического структурного типа фаз 1-3 (характерного для калиевых фаз) в тетрагональный структурный тип 4-6 (характерного для цезиевых фаз), что является важным кристаллохимическим фактором, способным оказывать существенное влияние на кристаллизацию урансодержащих соединений как в природных, так и в техногенных условиях.
По материалам выпускной квалификационной работы подготовлена рукопись статьи для отправки в печать в журнал Journal of Solid State Chemistry (IF 3.3, Q2)
