Том 65, № 6 (2023)

Настоящий обзор посвящен сравнению новых экспериментальных данных по сублимации уран-циркониевых карбонитридов с различным содержанием углерода, азота и примесей кислорода при высоких температурах (1700-2300 К), полученных нами за последние 2 года, с ранее опубликованными данными по сублимации карбонитридов урана, полученными как нами, так и другими авторами методом масс-спектрометрического и некоторых других методов термодинамического анализа. Основное внимание уделено рассмотрению состава газовой фазы и аналитическим зависимостям парциальных давлений ее компонентов от температуры, а также химическому механизму и теплотам сублимации. Главная особенность процесса сублимации всех материалов на основе карбонитрида урана (как чистого, так и легированного цирконием) заключается в его неконгруэнтном характере, обусловленном потерей азота, что приводит к смещению их составов в сторону фазы с большим содержанием углерода. Рассмотрены химические механизмы сублимации карбонитридов обоих типов, согласно которым примеси кислорода в этих материалах приводят к появлению в газовой фазе оксидных компонентов UO, UO₂ и CO и дополнительному выделению азота. Введение циркония в карбонитрид урана и увеличение содержания углерода в нем приводит к снижению парциальных давлений монооксида урана и азота, что повышает термостабильность этого инновационного топливного материала.

Методом электроимпульсного плазменного спекания получены образцы керамики на основе фосфата Sr_0.5Zr₂(PO₄)₃ со структурой минерала коснарита (NaZr₂(PO₄)₃, NZP). Субмикронные порошки фосфата с размером частиц менее 1 мкм получены золь-гель-методом. Порошки и керамики имеют однофазную структуру NZP. Относительная плотность керамики составила 97.6%. Изучена химическая устойчивость полученных керамик в статическом режиме при 90°C в дистиллированной и минеральной водах, а также в кислой и щелочной средах. Достигнутые минимальные скорости выщелачивания составили ~10^-4-10^-6 г/(см²·сут). Изучено влияние контактной среды на скорость и механизм выщелачивания стронция из образцов керамики Sr_0.5Zr₂(PO₄)₃ в течении 42 сут. Показано, что при испытаниях в дистиллированной воде и в минеральной воде (до 7 сут) выщелачивание стронция происходит за счет растворения поверхностного слоя керамики, а после 7 сут испытаний в минеральной воде - за счет вымывания Sr с открытой поверхности керамики.

Изучена экстракция U(VI), Th(IV), Am(III) и лантанидов(III) из растворов азотной кислоты растворами фосфорилированных пиразинов в органических растворителях. Определена стехиометрия извлекаемых комплексов, рассмотрено влияние строения экстрагента и концентрации HNO₃ в водной фазе на эффективность извлечения ионов металлов в органическую фазу. Установлено, что среди изученных соединений наиболее высокой экстракционной способностью по отношению к актинидам и лантанидам в азотнокислых средах обладает диоксид бис(дифенилфосфин)хиноксалина.

Исследовано сорбционное поведение микроконцентраций Sr(II) по отношению к β-Ca₃(PO₄)₂ (TCP) в за висимости от концентрации катиона, рН и концентраций гуминовых кислот (ГК) в растворе. Термодинамический анализ растворимости ТСР (1) выполнен с учётом образования Ca(OH)₂ (2), Ca(H₂PO₄)₂ (3), CaHPO₄·2H₂O (4), Ca₅(PO₄)₃OH - гидроксиапатита (5) и Ca₂P₂O₇ (6). Показано, что в зависимости от рН раствора основными равновесными с раствором являются фазы (4) и (5). Данные рентгенофазового анализа, КР-спектроскопии и ЯМР на ядрах ³¹Р образцов ТСР после контакта с раствором 0.01 моль/л 3-NaNO₃ около 10 сут показали присутствие только фазы (1). Растворимость фазы (1) по ионам Ca²⁺, PO₄ и стехиометрическое отношение (Ca/P) в растворах в зависимости от рН соответствует присутствию фаз (4) или (5). Модель поверхностного комплексообразования в генриевской области адекватно описывает механизм сорбции Sr(II) поверхностной фазой (5) на частицах ТСР в виде комплекса SrHPO₄⁰. Образование гуматного комплекса Sr(II) в растворе не влияет на K _d(Sr) в диапазоне концентраций ГК 0-150 мг/л из-за конкурентного влияния гидрофосфат-ионов на закомплексованность стронция.

Разработан автоматизированный модуль синтеза L-[¹¹С-метил]метионина - широко известного ПЭТ радиотрейсера для визуализации опухолей мозга. Модуль отвечает современным требованиям производства радиофармпрепаратов и радиационной безопасности. Благодаря оригинальной программе, созданной в среде программирования Delphi, модуль удобен для управления синтезом (userfriendly) и эксплуатации. Сервис модуля может поддерживаться собственными силами при минимальных временных и финансовых затратах. Модуль обеспечивает получение L-[¹¹С-метил]метионина с высокой химической, радиохимической и энантиомерной чистотой и радиохимическим выходом 30% (от активности [¹¹C]CO₂, без поправки на распад).

В лабораторных условиях изучены закономерности образования газов при радиационно-термическом превращении нефтебитуминозной породы Кирмакинского месторождения Азербайджана. Исследования проводили при воздействии γ-излучения и ускоренных электронов в широком интервале температур (20-500°С), поглощенной дозы (0-260 кГр) и мощности дозы (1 и 470 Гр/с ). Изучено влияние температуры и поглощенной дозы на скорость образования и состав газообразных продуктов. Приведены оценки технико-экономических показателей процесса. Результаты таких исследований позволяют оценить возможность получения нефтепродуктов различного назначения радиационно-термическим способом.