Вестник Кольского научного центра РАН. 2014, №4.

Г.О. Калашникова, Н.Ю. Яничева Рис. 5. Дифрактограммы Cs-замещенного иванюкита и продуктов его изменения при нагревании свыше 600 °С На сегодняшний день существует более десятка форм для долговременной фиксации радионуклидов: боросиликатные и фосфатные стекла, кристаллические титанатные керамики типа Synroc, минералоподобные керамики на основе циркона, ферритных гранатов, пирохлора и др. Однако все они обладают рядом недостатков, такими как малая емкость загрузки компонентами ЖРО, ограниченная способность образовывать устойчивые химические соединения с компонентами отходов, низкая химическая и радиационная стабильность производных, существенно ограничивающих их применение в реальных условиях. Кроме того, особняком стоит вопрос синтеза указанных матриц. Существующие методы отличаются, прежде всего, чрезвычайно высокой стоимостью вследствие многостадийности либо использования дорогих исходных материалов, что препятствует их промышленному внедрению. Промышленный синтез иванюкита - одного из наиболее эффективных титаносиликатных сорбентов, - позволяет решить большую часть этих проблем. Обладая достаточно высокими обменными емкостями по Cs и Sr и крайне высокими скоростями реакции обмена данных катионов, синтетический аналог иванюкита позволит минимизировать дозу облучения персонала при проведении работ с ЖРО; поскольку титаносиликатный каркас иванюкита устойчив к воздействию кислот и щелочей его можно использовать при переработке нерегламентных ЖРО любой кислотности; при прокаливании Cs-Sr-обменных форм иванюкита, образующихся при сорбции цезия и стронция, из их водных растворов образуются прочные минералопобные керамики. Стоит подчеркнуть, что в отличие от существующих аналогов, продукты сорбции радионуклидов Cs и Sr на иванюките являются готовыми прекурсорами для получения титанатной керамики. Слоистый титаносиликат L3 Каркасные титаносиликаты семейства кукисвумита-линтисита неоднократно тестировались в качестве потенциальных ионообменных материалов [12-14]. Однако исследование как природных образцов кукисвумита, линтисита и пункаруайвита, так и их синтетического Na-аналога АМ-4 этого предположения не подтвердило, но зато была открыта крайне редкая в неорганической химии трансформация кристаллической структуры кукисвумита и линтисита в слоистые полиморфы K3 и L3 соответственно, по схеме «монокристалл в монокристалл» [13-15]. Линтисит Li0.95Na2.50(Ti1.90Nb0.02Fe3+0.02)x1.94Si4O13.24(OH)0.76^1.78H2O |HCl L3 (Ti2.01Nb0.06Fe3+0.03fe.10Si4O10.42(OH)3.58 ^3.71H2O Эти соединения оказались много более перспективными для целей современного материаловедения, в частности, при создании полифункциональных регенерируемых сорбентов, ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 4/2014(19) 71