Синергетический эффект альфа-отдачи и криогенного расклинивания при фракционировании изотопов урана в пористых матрицах
Е. Ю. Яковлев+, А. С. Волков*, И. В. Токарев×, С. Б. Зыков+, А. В. Пучков+, В. О. Соловьев*
+Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики
имени академика Н. П. Лаверова Уральского отделения РАН, 163020 Архангельск, Россия
*Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, 163002 Архангельск, Россия
×Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, 199106 С.-Петербург, Россия
Abstract
Экспериментально изучен физический эффект аномального сдвига радиоактивного
равновесия между природными изотопами урана 234U и 238U при кристаллизации порового
флюида в геологических матрицах.
Показано, что замораживание образца горной породы приводит к скачкообразному росту отношения
активностей изотопов урана 234U/238U в жидкой фазе (выщелатах) с
до
по сравнению с изотермическими условиями.
Валовое отношение изотопов 234U/238U в твердой матрице при ее полном
растворении составляет
.
Поскольку термодинамическое фракционирование для тяжелых ядер пренебрежимо мало
, эффект объясняется совместным действием двух структурных
механизмов,связанных с накоплением радиационных дефектов в треках ядер отдачи 234Th и
последующим направленным микрорастрескиванием матрицы под действием кристаллизационного давления
льда в нанопорах,что делает доступными дефектные зоны для селективного химического выщелачивания
234U.