Гуржий В.В.   Тюменцева О.С.   Кривовичев С.В.  

Синтез соединений урана для понимания процессов вторичного минералообразования

Докладчик: Гуржий В.В.

Весьма трудно переоценить значение урана для современной цивилизации, и если рассматривать весь ядерный топливный цикл, то его начальные и конечные стадии (т.е. разведка урановых месторождений, добыча и переработка урановых руд, хранение и переработка радиоактивных отходов) неразрывно связаны с минералогическими исследованиями. На сегодняшний день в мире известно около 300 минералов урана, содержащих уран в различной форме. Все они являются кислородными соединениями. Минералы шестивалентного урана образуются как в процессе изменения урановых руд (уранинита, настурана и т.д.) в зонах гипергенеза, являясь, таким образом, вторичными минералами урана, так и в процессе изменения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в условиях хранилищ ОЯТ и геологических могильников (Finch and Murakami, 1999). Янечек (Janeczek, 1999) упоминает уранил–сульфаты среди продуктов выветривания уранинита в древних природных ядерных реакторах в Габоне. Бураков и др. (Burakov et al., 1996) и Тетерин и др. (Teterin et al., 1994) описали активную уранил–карбонатную минерализацию среди вторичных новообразований на 4–м энергоблоке Чернобыльской АЭС. Финч и Юинг (Finch and Ewing, 1992), а также многие другие работы отечественных и зарубежных исследователей демонстрируют особенную важность исследования минералов и соединений шестивалентного урана для понимания процессов окисления урановых руд и ОЯТ. Открытие большого количества новых минералов U6+ за последние годы демонстрирует уникальную эволюцию природного материала в пределах урановых месторождений. Вместе с тем, процессы непосредственного превращения минеральных видов во многом остаются не изучены и не до конца понятны.
В результате синтетических экспериментов был получен ряд аналогов вторичных минералов урана (юингит, гешиберит, адольфпатераит, циппеит, ритвельдит и др.), а также исследованы превращения некоторых минералоподобных фаз в различных кристаллогенетических обстановках. Результаты кристаллогенетических и кристаллохимических исследований позволяют судить о механизмах минералообразования и эволюции минеральных фаз на урановых месторождениях в условиях окружающей среды.

Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда (проект № 19-17-00038) и гранта Президента РФ для ведущих научных школ (НШ-1462.2022.1.5). Рентгеновские исследования проведены в РЦ «Рентгенодифракционные методы исследования» СПбГУ.