При оценке долговременной безопасности хранилищ радиоактивных отходов очень важно учитывать роль термофильных микроорганизмов.
Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН совместно с коллегами из ИФХЭ РАН и ИБРАЭ РАН приняли участие в исследовании по оценке скорости коррозии углеродистой и нержавеющей стали при наличии микроорганизмов-термофилов в подземных хранилищах радиоактивных отходов.
Результаты работы опубликованы в Journal of Nuclear Materials.
Основной целью исследования стало прогнозирование условий глубинного хранилища РАО в скальном массиве на территории Красноярского края.
Для эксперимента ученые использовали пробы, отобранные ранее сотрудниками ФИЦ Биотехнологии РАН из природных мест обитания с повышенным содержанием радионуклидов. Это накопительные культуры из горячего источника Дикий Аржаан в Туве и из шахты Тау-Тона в ЮАР (одна из самых глубоких шахт мира, где температура достигает 60 ℃).
Выбранные пробы микроорганизмов-термофилов различаются по своему составу, что позволило оценить особенности протекания процесса коррозии сталей в различных условиях. Неизменными же параметрами при эксперименте стали температура в 55 ℃, отсутствие воздуха, присутствие урана и углеродистой и нержавеющей стали.
Микробиологическое сообщество из Тувы увеличило скорость коррозии стали в 4-6 раз. В присутствии бактериальной культуры из шахты Тау-Тона скорость коррозии для углеродистой стали увеличилась в 14 раз, а для нержавеющей – почти в 4 раза.
Таким образом, результаты эксперимента показали, что термофильные микроорганизмы гораздо больше, чем мезофильные (обитающие при температурах 10–30 ℃), усиливают коррозионные процессы в материалах, которые используются для подземных хранилищ радиоактивных отходов.
На основании полученных результатов ученые разработали термодинамическую модель, описывающую процесс коррозии в абиотических и биотических условиях.