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.
В отработанном 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 (Рис. 1) 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.
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.
Результаты работы опубликованы в журнале «Радиохимия» / «Radiochemistry» (Popova et al., 2026 )
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.
Источник: Минобрнауки России
