ВЛИЯНИЕ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ НА СОРБЦИЮ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИНИДОВ НА МИНЕРАЛАХ ТРЕЩИНОВАТЫХ ПОРОД УЧАСТКА ЕНИСЕЙСКИЙ НИЖНЕКАНСКОГО МАССИВА (КРАСНОЯРСКИЙ КРАЙ)

При проведении моделирования для обоснования безопасности глубинного захоронения радиоактивных отходов (РАО) необходимо учитывать влияние продуктов коррозии металлоконструкций хранилища на сорбционное поведение долгоживущих радионуклидов в среде вмещающих кристаллических пород. В работе исследовано влияние железа (II/III) на сорбцию и пространственное распределение Np, Pu и Am на минералах трещиноватого образца гнейса участка «Енисейский» Нижнеканского массива (Красноярский край). Получены кинетические зависимости и определены количественные параметры сорбции актинидов в присутствии железа в модельных растворах, в том числе в растворе после контакта с образцом стали марки СТЗ. Показано, что присутствие железа в виде (окси)гидроксидов ускоряет сорбцию актинидов породами, тогда как железо в ионной форме практически не влияет на этот процесс. Методом цифровой радиографии установлена преимущественная фаза удерживания актинидов, которая образовалась в результате осаждения железа (III) на поверхности кальцита. Методом спектроскопии KP определено, что данная фаза соответствует железосодержащему минералу лепидокрокиту.

Ключевые слова

сорбция актиниды продукты коррозии участок «Енисейский» Нижнеканский массив Красноярский край нептуний плутоний америций цифровая радиография коэффициенты поверхностного распределения

Дата публикации

24.03.2026

Год выхода

2026

Всего подписок

Всего просмотров

Библиография

1. Власова И. Э., Захарова Е. В., Волкова А. Г., Аверин А. А., Калмыков С. Н. (2014) Влияние продуктов коррозии на формы нахождения Pu в породах пласта-коллектора при взаимодействии с растворами кислого состава в гидротермальных условиях. Радиохимия. 56(2), 176–183.
2. Кочкин Б. Т., Линге И. И. (2024) Закоронение PAO на участке Енисейский в Краснозреком крае: история выбора площадки и современное состояние исследований. М.: Наука, 368 с.
3. Родионова А. А., Петров В. Г., Власова И. Э. (2022) Сорбция Np, Pu, Am, Sr, Cs на минеральных фазах пород Нижнеканского гранитоидного массива в условиях ПГЭРО. Радиохимия. 64(6), 573–582.
4. Родионова А. А., Фимина С. А., Воробей С. С., Винокуров С. Е. (2024) Сорбция Cs, Np, Pu породами участка «Енисейский» в зависимости от температуры и ионной силы растворов после выщелачивания магний-калий-фосфатного компаунда. Атомная энергия. 136(1–2), 56–60.
5. Anderson E. B., Shabalev S. I., Savonenkov V. G., Lyubtseva E. F., Rogozin Yu. M. (1999) Investigations of the Nizhnekanskiy granitoid massif (Middle Siberia, Russia) as a promising territory for deep geological disposal of HLW: results of pre-exploration stages of the work. MRS Proc. 556(3), 543. https://doi.org/10.1557/PROC-556-543
6. Arceo-Gomez D. E., Reyes-Trujeque J., Balderas-Hernandez P., Carmona-Hernandez A., Espinoza-Vazquez A., Galvan-Martinez R., Orozco-Cruz R. (2024) Performance and Surface Modification of Cast Iron Corrosion Products by a Green Rust Converter (Mimosa tenuiflora Extract). Surf. 7(1), 143–163. https://doi.org/10.3390/surfaces7010010
7. Bradbury, M., Berner, U., Curti, E., Hummel, W., Kosakowski, G., Thoenen, T. (2014) The long term geochemical evolution of the nearfield of the HLW repository. Nagra Technical Reports, TR 12–01, Nagra, Villingen, Switzerland, 174.
8. Dumas T., Fellhauer D., Schild D., Gaona X., Altmaier M., Scheinost A. C. (2019) Plutonium Retention Mechanisms by Magnetic under Anoxic Conditions: Entrapment versus Sorption. ACS Earth Sp. Chem. 3(10), 2197–2206.
9. Faria D. L., Venancio S. S., Oliveira M. T. (1997) Raman Microspectroscopy of Some Iron Oxides and Oxyhydroxides. J. Raman Spectrosc. 28, 873–878.
10. Finck N., Nedel S., Didertksen K., Schlegel M. (2016) Trivalent Actinide Uptake by Iron (Hydroxides. Environmental Science & Technology. 50(19), 10428–10436. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b02599
11. García D., lutzenkitchen J., Huguenel M., Calmels L., Petrov V., Fink N., Schild D. (2021) Adsorption of strontium onto synthetic iron(III) oxide up to high ionic strength systems. Miner. 11(10), 1–18.
12. Hanesch M. (2009) Raman spectroscopy of iron oxides and (oxy)hydroxides at low laser power and possible applications in environmental magnetic studies. Geophys. J. Int. 177, 941–948. DOI: 10.1111/j.1365-246X.2009.04122.x.
13. Igin V., Krasilnikov V. (2020) Creation of system of final isolation (disposal) of radioactive waste in the Russian Federation. MRS Adv. 5, 275–282. DOI: 10.1557/adv.2020.56.
14. Jardin L.J. (2005) Development of a Comprehensive Plan for Scientific Research, Exploration, and Design: Creation of an Underground Radioactive Waste Isolation Facility at the Nizhnekansky Rock Massif. Report UCRL-TR-213167. P. 476.
15. Kalmykov S. N., Vlasova I. E., Romanchuk A.Yu., Zakharova E.V., Volkova A.G., Presnyakov I.A. (2014) Partitioning and speciation of Pu in the sedimentary rocks aquifer from the deep liquid nuclear waste disposal. Radiochim. Acta. 103(3), 1–11.
16. King F., Kolar M., Briggs S., Behazin M., Keech P., Diomidis N. (2024) Review of the Modelling of Corrosion Processes and Lifetime Prediction for HLW/SF Containers—Part I: Process Models. Corros. Mater. Degrad. 5, 124–199. https://doi.org/10.3390/cmd5020007
17. Krawczyk-Bärsch E., Scheinost A.C., Rossberg A., Muller K., Bok F., Hallbeck L., Lehrich J., Schmeide K. (2020) Uranium and neptunium retention mechanisms in Gallonella ferruginea/ferrihydrite systems for remediation purposes. Environmental Science and Pollution Research. 28, 18342–1835. https://doi.org/10.1007/s11356-020-09563-w
18. Laverov N. P., Yudintsev S.V., Kochkin B.T., Malkovsky V.I. (2016) The Russian strategy of using crystalline rocks as a repository for nuclear waste. Elements. 12(4), 253–256. DOI: 10.2113/eschemsts.12.4.253.
19. Li D., Kaplan D. (2012). Sorption coefficients and molecular mechanisms of Pu, U, Np, Am and Tc to Fe (hydroxides: A review. J. of Haz. Mat. 243, 1–18. https://doi.org/10.1016/j.jhzamat.2012.09.011
20. Liu C., Wang J., Zhang Z., Han E.H. (2017) Studies on corrosion behaviour of low carbon steel canister with and without γ-irradiation in China’s HLW disposal repository. Corros. Eng. Sci. Technol. 52, 136–140.
21. Lundén I., Andersson K., Skarmennitz G. (1996) Modelling of uranium and neptunium chemistry in a deep rock environment, Aquat. Geochem. 2(4), 345–358.
22. Mahmoudzadeh B., Liu L., Moreno L., Nereitnicki L. (2013) Solute transport in fractured rocks with stagnant water zone and rock matrix composed of different geological layers—model development and simulations. Water Resour. Res. 49, 1709–1727. DOI: 10.1002/wrcr.20132.
23. Mazzetti L., Thistlethwaite P.J. (2002) Raman spectra and thermal transformations of ferrihydrite and schwertmannite. J. Raman Spectrosc. 33, 104–111.
24. McKinley I.G., Russell A.W., Blaser P.C. (2007) Development of geological disposal concepts. Radioact. Environ. 9, P. 41. https://doi.org/10.1016/S1569-4860 (06)09003-6
25. Metcalfe R., Milodowski A.E., Field L.P., Wogelius R.A., Carpenter G., Yardley B.W.D., Norris S. (2021) Natural analogue evidence for controls on radionuclide uptake by fractured crystalline rock. Appl. Geochemistry. 124, 104812. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2020.10482.
26. Metz V., Geckels H., Gonza’lez-Robles E., Loida A., Bube C., Kienzler B. (2012) Radionuclide behaviour in the near-field of a geological repository for spent nuclear fuel. Radiochim. Acta. 100, 699–713. DOI: 10.1524/ract.2012.1967.
27. Mon A., Samper J., Montenegro L., Jesus T.M., Torres E., Cuevas J., Fernandez R., De Windt L. (2023) Reactive transport models of the geochemical interactions at the iron/ bentonite interface in laboratory corrosion tests. Applied Clay Science. 240, 06981. https://doi.org/10.1016/j.clay.2023.106981
28. Pinto P.S., Lanza G.D., Ardisson J.D., Lago R.M. (2019) Controlled Dehydration of Fe(OH) to FeO; Developing Mesopores with Complexing Iron Species for the Adsorption of β-Lactam Antibiotics. J. Braz. Chem. Soc. 30(2), 310–317.
29. Roberts H.E., Morris K., Mosselmans J., Law G., Shaw S. (2019) Neptunium Reactivity During Co-Precipitation and Oxidation of Fe(II)/Fe(III) (Oxyhydryoxides. Geoselen. 9(1), 27. https://doi.org/10.3390/geosciences9010027
30. Rodionova A.A., Petrov V.G., Vlasova I.E., Rozov K.B., Nevolin I.M., Yapaskurt V.O., Rumynin V.G., Kalmykov S.N. (2022) Sorption and spatial distribution of Cs, Sr and Am on mineral phases of fractured rocks of Nizhnekansky granitoid massif. Energ. 15, 7440. DOI: 10.3390/en15197440.
31. Romanchuk A.Y., Kalmykov S.N., Aliev R.A. (2011) Plutonium sorption onto hematite colloids at femto- and nanomolar concentrations. Radiochim. Acta. 99(3), 137–144.
32. Romanchuk A.Yu., Trigub A.L., Kalmykov S.N. (2024) Going deeper into plutonium sorption affected by redox. Journal of Contaminant Hydrology. 266, 104400. https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2024.104400
33. Rozov K.B., Rumynin V.G., Nikulenkov A.M., Leskova P.G. (2018) Sorption of Cs, Sr, Se, Tc, (54)Eu, (240) Pu on fractured rocks of the Yenisevsky site (Nizhnekansky massif, Krasnoyarsk region, Russia). J. Environ. Radioact. 192, 513–523. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2018.08.001.
34. Sakuragi T., Sato S., Kozaki T., Mitsugashira T., Hara M., Suzuki Y. (2004) Am(III) and Eu(III) uptake on hematite in the presence of humic acid. Radiochim. Acta. 92(9–11), 697–702.
35. Sanchez A.L., Murray J.W., Sibley T.H. (1985) The adsorption of plutonium IV and V on goethite. Geochim. Cosmochim. Acta. 49(11), 2297–2307.
36. Scott T.B., Allen G.C., Heard P.J., Randell M.G. (2005) Reduction of U(Vl) to U(IV) on the surface of magnetite. Geochim. Cosmochim. Acta. 69(24), 5639–5646.
37. Torres E., Escribano A., Baldonedo J.L., Turtero M.J., Martin P.L., Pena J., Villar M.V. (2009) Evolution of the geochemical conditions in the bentonite barrier and its influence on the corrosion of the carbon steel canister. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1124, 301–306.
38. Townsend L.T., Smith K.F., Winstanley E.H., Morris K., Stagg O., Mosselmans J.F.W., Livens F.R., Abrahamsen-Mills L., Blackham R., Shaw S. (2022) Neptunium and Uranium Interactions with Environmentally and Industrically Relevant Iron Minerals. Minerals. 12, 165. https://doi.org/10.3390/min12020165.
39. Zavarin M., Roberts S.K., Hakem N., Sawvel A.M., Kersting A.B. (2005) Eu(III), Sm(III), Np(V), Pu(V), and Pu(IV) sorption to calcite. Radiochim. Acta. 93, 93–102.

ГОСТ	Винокуров С. , Власова И. , Кривенко А. , Перова В. , Родионова А. , Фимина С. , Хворостинин Е. , Япаскурт В. ВЛИЯНИЕ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ НА СОРБЦИЮ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИНИДОВ НА МИНЕРАЛАХ ТРЕЩИНОВАТЫХ ПОРОД УЧАСТКА «ЕНИСЕЙСКИЙ» НИЖНЕКАНСКОГО МАССИВА (КРАСНОЯРСКИЙ КРАЙ) // Геохимия. – 2025. – T. 70. – Номер выпуска 11 C. 928-940 . URL: https://geochemras.ru/s3034495625110043-1/?version_id=124523. DOI: 10.7868/S3034495625110043
MLA	Fimina, S.A, Khvorostinin, E.Yu, Krivenko, A.P, Perova, V.S, Rodionova, A.A, Vinokurov, S.E, Vlasova, I.E, Yapaskurt, V.O "THE INFLUENCE OF CORROSION PRODUCTS ON SORPTION AND DISTRIBUTION OF ACTINIDES ON MINERALS OF FRACTURED ROCKS FROM THE YENISEISKY SITE OF THE NIZHNEKANSKY MASSIF (KRASNOYARSK KRAI)." Geochemistry International. 70.11 (2025).:928-940. DOI: 10.7868/S3034495625110043
APA	Fimina S., Khvorostinin E., Krivenko A., Perova V., Rodionova A., Vinokurov S., Vlasova I., Yapaskurt V. (2025). THE INFLUENCE OF CORROSION PRODUCTS ON SORPTION AND DISTRIBUTION OF ACTINIDES ON MINERALS OF FRACTURED ROCKS FROM THE YENISEISKY SITE OF THE NIZHNEKANSKY MASSIF (KRASNOYARSK KRAI). Geochemistry International. vol. 70, no. 11, pp.928-940 DOI: 10.7868/S3034495625110043

ОНЗ Геохимия Geochemistry International

ВЛИЯНИЕ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ НА СОРБЦИЮ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИНИДОВ НА МИНЕРАЛАХ ТРЕЩИНОВАТЫХ ПОРОД УЧАСТКА «ЕНИСЕЙСКИЙ» НИЖНЕКАНСКОГО МАССИВА (КРАСНОЯРСКИЙ КРАЙ)

Вы можете

Библиография

Индексирование

ОНЗ Геохимия Geochemistry International

ВЛИЯНИЕ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ НА СОРБЦИЮ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИНИДОВ НА МИНЕРАЛАХ ТРЕЩИНОВАТЫХ ПОРОД УЧАСТКА «ЕНИСЕЙСКИЙ» НИЖНЕКАНСКОГО МАССИВА (КРАСНОЯРСКИЙ КРАЙ)

Вы можете

Библиография

Индексирование

Войти через