Лаборатория Дозиметрии и Радиоактивности Окружающей Среды (ДиРОС)

Число
публикаций
Общее число
цитирований
Индекс
Хирша
57
327
10
49
315
10
56
328
10
Необходимо авторизоваться.

Организация

Химический факультет МГУ

Области науки

  • Радиохимия
Команда лаборатории

Чем мы занимаемся?

В нашей лаборатории интенсивно ведутся фундаментальные и прикладные исследования в области конечных стадий ядерно-топливного цикла (back-end). Другими направлениями являются определение дозы ионизирующего излучения, накопленной в различных материалах, исследование и разработка материалов для индивидуальной дозиметрии и ядерная криминалистика.

Используемые методы

  • Рентгенофазовый анализ
  • Рассеяние рентгеновских лучей
  • Спектроскопия рентгеновского поглощения
  • Просвечивающая микроскопия высокого разрешения
  • EXAFS
  • XANES
Владимир Петров

Заведующий лабораторией

Наталья Кузьменкова

Ведущий научный сотрудник

Юрий Сапожников

Ведущий научный сотрудник

Ирина Власова

Старший научный сотрудник

Анна Романчук

Старший научный сотрудник

Андрей Торопов

Старший научный сотрудник

Артём Митрофанов

Научный сотрудник

Александра Ржевская

Научный сотрудник

Олег Кирюхин

Специалист

Алексей Афиногенов

Младший научный сотрудник

Пётр Матвеев

Младший научный сотрудник

Юрий Неволин

Младший научный сотрудник

Татьяна Плахова

Младший научный сотрудник

Анастасия Родионова

Младший научный сотрудник

Анна Семенкова

Младший научный сотрудник

Направления исследований

Радиоактивность окружающей среды

+
Радиоактивность окружающей среды

Химическое поведение актинидов, особенно со множественными степенями окисления (U, Pu, Np), отличается большой изменчивостью в условиях окружающей среды и зависит как от исходной формы поступления, как в случае «горячих» частиц, так и от целого комплекса параметров среды (pH-Eh среды, температура, катионный и анионный состав растворов; состав вмещающих пород и проч.). Дополнительную проблему составляет определение роли мобильной коллоидной формы актинидов в конкретных геохимических условиях ближней зоны радиоактивно загрязненных объектов. К таким объектам относятся исторически накопленные хранилища радиоактивных отходов (РАО), которые, наряду со следами аварийных выбросов радиоактивных материалов, являются потенциально опасными источниками загрязнения окружающей среды и, прежде всего, водных запасов. Установление физико-химического состояния актинидов в конкретных объектах ядерного наследия, проводимое с целью научного обоснования путей реабилитации территории, а также прогнозирования миграционного поведения радионуклидов в определенных геохимических условиях, составляет основную задачу данного научного направления. Оценка и долгосрочный прогноз состояния окружающей среды в районе хранилищ РАО включает в себя учет химического взаимодействия радионуклидов с продуктами коррозии инженерных барьеров, глинистыми минералами и вмещающими горными породами, установление механизмов протекающих реакций на границе раздела фаз на нано- и микроуровне, а также численные методы расчета миграционного поведения различных радионуклидов (актиниды, основные продукты деления) в условиях контролируемого объекта.

Химия актинидов в водных растворах

+
Химия актинидов в водных растворах

Научной задачей, которая ставится в рамках данного направления, является установление фундаментальных закономерностей поведения истинных и псевдо- коллоидных частиц, содержащих актиниды в водных растворах. Изучение процессов формирования диоксидов актинидов в природных и технологических системах имеет большое фундаментальное и прикладное значение. В частности, является важным для оценки безопасности проектируемых объектов захоронения радиоактивных отходов и разработке мер по реабилитации загрязненных радионуклидами территорий. Также данное научное направление включает в себя проведение модельных экспериментов по исследованию сорбции и коллоидообразованию радионуклидов в строго контролируемых условиях на границе раздела минерал/вода и определение изменения физико-химических форм радионуклидов в ходе реакции. Подученные данные ложатся в основу для термодинамического моделирования реакций радионуклидов с компонентами окружающей среды с использованием современных компьютерных кодов.

Барьерные материалы и перспективные сорбенты

+
Барьерные материалы и перспективные сорбенты

Актуальной проблемой ядерной энергетики является разработка методов обращения с различными по составу радиоактивными отходами (РАО) и способы изоляции их от биосферы. Одними из технологичных методов обращения с водными растворами, содержащими радионуклиды, являются сорбционные методы, позволяющие выделить либо разделить необходимые компоненты раствора. Научной задачей работ в рамках данного направления является разработка научных основ технологий применения различных перспективных наноматериалов, для эффективного извлечения долгоживущих радионуклидов (актинидов и основных продуктов деления) из водных растворов различного состава. На данный момент ведется исследование таких наноматериалов, как оксид графена, различные фосфаты РЗЭ, оксид титана и др. В соответствии с требованиями радиационной̆ безопасности и международными нормами обращения с РАО, при их изоляции требуется создание мультибарьерной системы безопасности. Материал инженерного барьера должен ограничивать поступления природной воды в хранилище, снижать уровни коррозии контейнеров и матриц, включающих РАО, а также ограничивать миграцию радионуклидов окружающую среду. Одним из наиболее перспективных компонентов инженерных барьеров считаются бентонитовые глины (бентониты), обладающие высокими сорбционными свойствами и низкой водопроницаемостью, а также различные композиционные материалы на их основе. В рамках данного направления работы исследуются сорбционных и миграционных свойства различных барьерных материалов: глинистых минералов и компонентов вмещающих пород.

Матрицы для иммобилизации РАО

+
Матрицы для иммобилизации РАО

Все радиоактивные отходы, которые помещаются в подземные хранилища, должны находиться в отвержденной форме, которая является стойкой к химическому воздействию (радионуклиды не должны выщелачиваться в случае попадания воды в хранилище), радиационному и тепловому воздействию (последствия радиоактивного распада компонентов РАО), механически стойкой (не разрушается при транспортировке и размещении в хранилище). Разные типы матрицы (стекло, керамика, цементы) обладают своими преимуществами и недостатками. Тип матрицы подбираются под конкретные типы РАО. В лаборатории ДиРОС мы исследуем различные составы матриц, которые наиболее оптимальны для традиционных и новых типов РАО (например, отходы пирохимической переработки ОЯТ).

Разделительная химия f-элементов

+
Разделительная химия f-элементов

Поиск новых экстракционных систем для разделения f-элементов в ядерном-топливном цикле. Исследование новых экстрагентов для селективного выделения америция из высокоактивных отходов: установление влияния различных параметров на экстракционную эффективность и разделительную способность, установление механизмов экстракции, установление радиационной стойкости экстрагентов, а также структур комплексов f-элемент– экстрагент.

Ядерные материалы. Новые виды топлива и переработка ОЯТ

+
Ядерные материалы. Новые виды топлива и переработка ОЯТ

Одной из важных задач современной радиохимии является разработка технологий, способствующих замыканию ядерного топливного цикла. Основой замкнутого ядерного топливного цикла являются реакторы на быстрых нейтронах. Эксплуатация реакторов такого типа сопряжена c решением с многих инженерных и научных проблем. Одной из таковых является создание и переработка новых топливным материалов для реакторов этого типа. В качестве топлива реакторов на быстрых нейтронах предлагается использовать уран и плутоний содержащие материалы на основе оксидов, нитридов, либо карбидов. Производство таких топлив представляет собой сложный процесс, требующий большого массива сведений из области химии актинидов и материаловедения. Одной из проблем является поиск новых способов синтеза диоксида урана – основного материала топливных таблеток. Наиболее часто для этой цели используют восстановление соединений урана (VI) в атмосфере водорода при нагревании до 800-900 oC. Есть и альтернативные схемы, требующие температуры нагрева 90-100 oC и включающие в себя использование таки восстановителей как гидразин. Однако эти процессы требуют более глубокой проработки, которая осуществляется сотрудниками лаборатории ДиРОС. Не менее сложной и амбициозной является задача переработки отработавшего, то есть уже побывавшего в ядерном реакторе, топлива перечисленных типов. Несмотря на общие успехи в этой области, для ученого-радиохимика здесь существует обширное поле деятельности. Исследования лаборатории ДиРОС в этом направлении связаны с процессами локализации трития в самом начале переработки облученного топлива. Для этого ранее был предложен и сейчас активно разрабатывается процесс объемного окисления топлива в кислород содержащей атмосфере – волоксидация. Также активно разрабатываются процессы, являющиеся альтернативой к классическому растворения топлива в азотной кислоте. Эти процессы основываются на взаимодействии топливного материала с NOx-газами, либо парами азотной кислоты и называются нитрированием.

Ядерная криминалистика

+
Ядерная криминалистика

В 2018 году Химический факультет, совместно с НП «Лаборатория анализа микрочастиц», вошел в состав Международной рабочей группы по ядерной криминалистике (ITWG) от России. Задача этой рабочей группы заключается в развитии научно-методической дисциплины Ядерная криминалистика, в разработке общего подхода и выработки эффективных технических решений по всем возникающим вопросам незаконного обращения с ядерными и радиоактивными материалами. С момента своего создания в 1995 году ITWG сосредоточила свое внимание на передовой практике ядерной криминалистики путем разработки методов судебно-медицинской экспертизы ядерных, других радиоактивных и радиологически загрязненных материалов.

Вычислительная химия и химический дизайн

+
Вычислительная химия и химический дизайн

В рамках данного направления проводятся работы по использованию квантово-химических подходов и методов искусственного интеллекта для решения различных химических задач.

Дозиметрия и радиационная стойкость

+
Дозиметрия и радиационная стойкость

Работа с ионизирующим излучением связана с его опасным воздействием на организм. Такое воздействие необходимо контролировать. Для этого используют такое понятие как величина поглощенной, эквивалентной или эффективной дозы. Для оценки дозы используются материалы, которые способны накапливать энергию в виде дефектов структуры и затем излучать ее при нагревании. Такой метод называется термолюминесцентной дозиметрией. В нашей лаборатории занимаются разработкой и исследованием таких материалов. Важным свойством материалов, применяемых в ядерных и космических технологиях, является их радиационная стойкость. Поэтому каким-бы перспективным по своим физико-химическим свойством не был бы материал/молекула/соединение, в случае слабой радиационной стойкости его применение становится невозможным. В нашей лаборатории мы исследуем свойства органических и неорганических материалов (облучение гамма-квантами), а также занимаемся развитием методов для теоретического предсказания радиационной стойкости.

Публикации и патенты

Q2
Natural clay minerals as a starting material for matrices for the immobilization of radioactive waste from pyrochemical processing of snf
Matveenko A.V., Varlakov A.P., Zherebtsov A.A., Germanov A.V., Mikheev I.V., Kalmykov S.N., Petrov V.G.
Sustainability, 2021, цитирований: 0
Q3
Solvent Extraction Systems for Separation of An(III) and Ln(III): Overview of Static and Dynamic Tests
Evsiunina M.V., Matveev P.I., Kalmykov S.N., Petrov V.G.
Moscow University Chemistry Bulletin, 2021, цитирований: 0
Q4
The Valence XPS Structure and the Nature of Chemical Bond in CmO2
Putkov A.E., Teterin Y.A., Ryzhkov M.V., Maslakov K.I., Teterin A.Y., Ivanov K.E., Kalmykov S.N., Petrov V.G.
Radiochemistry, 2021, цитирований: 0
Q4
Electronic Structure and Nature of Chemical Bonds in BkO2
Putkov A.E., Teterin Y.A., Ryzhkov M.V., Teterin A.Y., Maslakov K.I., Ivanov K.E., Kalmykov S.N., Petrov V.G.
Russian Journal of Physical Chemistry A, 2021, цитирований: 0
Q1
PyRad: A software shell for simulating radiolysis with Qball package
Andreadi N., Mitrofanov A., Eliseev A., Matveev P., Kalmykov S., Petrov V.
Journal of Computational Chemistry, 2021, цитирований: 0
Q4
X-ray Photoelectron Spectroscopy of Selenates La2O2SeO4 and Pr2O2SeO4
Teterin Y.A., Maslakov K.I., Charkin D.O., Teterin A.Y., Kalmykov S.N., Ivanov K.E., Petrov V.G., Siidra O.I.
Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2021, цитирований: 0
Q1
An(III)/Ln(III) solvent extraction: Theoretical and experimental investigation of the role of ligand conformational mobility
Mitrofanov A., Andreadi N., Matveev P., Zakirova G., Borisova N., Kalmykov S., Petrov V.
Journal of Molecular Liquids, 2021, цитирований: 2
Q4
Forms of Uranium Presence in Soil on the Territory of the Sublimate Shop at AEKhK AO
Maryakhin M.A., Vlasova I.E., Varlakova G.A., Germanov A.V., Varlakov A.P., Kalmykov S.N., Petrov V.G., Romanchuk A.Y., Yapaskurt V.O., Trigub A.L.
Radiochemistry, 2021, цитирований: 0
Q1
A search of a quantitative quantum-chemical approach for radiolytic stability prediction
Smirnova A., Mitrofanov A., Matveev P., Baygildiev T., Petrov V.
Physical Chemistry Chemical Physics, 2020, цитирований: 2
Q1
The impact of alicyclic substituents on the extraction ability of new family of 1,10-phenanthroline-2,9-diamides
Lemport P.S., Matveev P.I., Yatsenko A.V., Evsiunina M.V., Petrov V.S., Tarasevich B.N., Roznyatovsky V.A., Dorovatovskii P.V., Khrustalev V.N., Zhokhov S.S., Solov'ev V.P., Aslanov L.A., Petrov V.G., Kalmykov S.N., Nenajdenko V.G., et. al.
RSC Advances, 2020, цитирований: 7
Q3
Volume oxidation of uranium mononitride and uranium monocarbide in the dry NOX-gaseous atmosphere
Kulyukhin S.A., Nevolin Y.M., Petrov V.G., Kalmykov S.N.
Radiochimica Acta, 2020, цитирований: 0
Q1
Unravelling the Material Composition Effects on the Gamma Ray Stability of Lead Halide Perovskite Solar Cells: MAPbI3 Breaks the Records
Boldyreva A.G., Frolova L.A., Zhidkov I.S., Gutsev L.G., Kurmaev E.Z., Ramachandran B.R., Petrov V.G., Stevenson K.J., Aldoshin S.M., Troshin P.A.
Journal of Physical Chemistry Letters, 2020, цитирований: 8
Q2
Simple Automatized Tool for Exchange-Correlation Functional Fitting
Mitrofanov A., Korolev V., Andreadi N., Petrov V., Kalmykov S.
Journal of Physical Chemistry A, 2020, цитирований: 3
Q3
Chemical Stability and Structural Characteristics of Cement Compounds with Radwaste Simulators after Ionizing Radiation Exposure
Zherebtsov A.A., Kapustin V.V., Varlakova G.A., Varlakov A.P., Petrov V.G., Vlasova I.E., Kharitonov I.D., Kalmykov S.N.
Atomic Energy, 2020, цитирований: 0
Q2
Solvent extraction of didymium by TBP, Aliquat 336 and HDEHP in the presence of Ca(NO3)2
Matveev P.I., Petrov V.G.
Applied Sciences (Switzerland), 2020, цитирований: 2
Иванов В.К., Романчук А.Ю., Шекунова Т.О., Петров В.Г., Баранчиков А.Е., Иванова О.С., Ёров Х.Э., Калмыков С.Н.
RU2676624C1, 2019
Ширшин Е.А., Калмыков С.Н., Фадеев В.В., Будылин Г.С., Петров В.Г.
RU2515193C2, 2014

Местонахождение лаборатории

Химфак МГУ, Кафедра Радиохимии

Необходимо авторизоваться.