Робота - переможець конкурсу

Однією з головних проблем у розвитку ядерної енергетики є вибір радіаційно-стійких матриць, які при контакті з довгоіснуючими високоактивними відходами упродовж тривалого часу не будуть змінювати свої фізико-хімічні властивості. На даний час в якості матриці для відпрацьованого палива використовують алюмофосфатне або боросилікатне скло. Проте високоактивні відходи можуть зберігатися в таких матрицях не більше 30-40 років. Тому ведеться пошук матриць з більш прийнятними експлуатаційними характеристиками. Серед них розглядають матриці на основі мінералів. За допомогою методів комп’ютерного моделювання проведено дослідження радіаційної стійкості циркону ZrSiO4. Детально досліджені механізми пошкодження структури цього мінералу внаслідок α-розпаду радіоактивних алементів. Методом молекулярної динаміки та квантово-хімічних досліджень були проведені комп’ютерні моделювання кварцу SiO2, фторапатиту Ca10[PO4]6F2, цирконоліту CaZrTi2O7, хімічної сполуки Gd2Zr2O7 зі структурою пірохлору та периклазу MgO. Результати досліджень показують, що при розробці матриць для екологічно-безпечної іммобілізації високоактивних радіоактивних відходів необхідно в першу чергу враховувати тип хімічного зв’язку та топологію структури матриці. Матриці з іонним типом зв’язку та координаційною структурою є найбільш перспективними для довготривалої утилізації високоактивних радіоактивних відходів.