Сотрудники лаборатории радиохимии окружающей среды Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) изучили поведение нептуния и плутония в почвах, донных отложениях и биоте ряда загрязнённых территорий России.
Исследование показало, что нептуний значительно подвижнее плутония и активнее накапливается в живых организмах. Статья о результатах «Формы нахождения и биоаккмуляция нептуния и плутония в пойменных почвах и донных отложениях» (M. B. Popova, I. E. Kazinskaya, I. Yu. Myasnikov, A. P. Novikov. Speciation and Bioaccumulation of Neptunium and Plutonium in Floodplain Soils and Sediments) опубликована в журнале «Радиохимия» (Radiochemistry, Vol. 68, No. 1, pp. 69–79).
В отработавшем ядерном топливе содержится менее процента нептуния-237, и до сих пор куда больше внимания уделялось плутонию и америцию. Однако нептуний-237 — рекордный долгожитель, период его полураспада составляет 2,14 миллиона лет, и его присутствие в биосфере продолжает нарастать, ведь он образуется в ходе распада америция-241, присутствующего в радиоактивных отходах. В долгосрочной перспективе именно нептуний станет одним из основных источников облучения от захоронений.
Авторы исследовали пробы из четырёх регионов с разным характером загрязнения: Восточно-Уральского радиоактивного следа в районе озера Кызыл-Таш, пойменных почв реки Енисей в зоне влияния Горно-химического комбината, заливов Новой Земли, где в советский период захоранивались радиоактивные отходы, и зоны аварийного подземного ядерного взрыва «Кратон-3» в Якутии. Для измерения нептуния, концентрации которого в природе крайне малы, использовался люминесцентный метод на специальных кристаллофосфорах, разработанный в ГЕОХИ РАН.
Слияние рек Большой Енисей (Бии-Хем) и Малый Енисей (Каа-Хем)
Ключевое отличие поведения нептуния от плутония оказалось в том, что в природных средах он легко переходит в водорастворимую форму и связывается с подвижными низкомолекулярными органическими веществами почвы. В почвах изученных территорий с такими подвижными соединениями связано 40–50 % всего нептуния, а у плутония эта доля составляет всего несколько процентов. Именно поэтому нептуний легче усваивается корнями растений и проникает в живые ткани.
«Коэффициенты накопления нептуния растениями и водными организмами оказались в десятки и сотни раз выше, чем у плутония. Особенно ярко это проявляется у лишайников, получающих влагу и питание прямо из воздуха и осадков, и у хищных морских животных Карского моря — равноногих ракообразных и морских звёзд», — прокомментировала научный сотрудник лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН кандидат биологических наук Марина Попова.
В пробах донных обитателей из заливов Новой Земли нептуний удалось зафиксировать даже там, где плутоний оставался ниже предела обнаружения. В результате при равных массовых количествах этих элементов в окружающей среде активность нептуния в живых организмах сопоставима с активностью плутония — несмотря на то что нептуний традиционно считался менее значимым для биосферы радионуклидом.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Источник: пресс-служба Минобрнауки России.