У липні 2026 року в Державному реєстрі України зареєстрували корисну модель "Спосіб іммобілізації опроміненого графіту" та видали патент №163623, повідомив Інститут проблем безпеки АЕС НАН України.

Розробку створила лабораторія досліджень опроміненого графіту ІПБ АЕС, яку очолює доктор технічних наук Костянтин Сімейко. Серед авторів патенту також Анатолій Носовський, Олег Скоблик, Анатолій Дорошенко, Вікторія Гавриленко, Костянтин Лобач, Євген Малий та Євген Тегкаєв.

В Інституті зазначають, що спосіб призначений для іммобілізації радіоактивних відходів і може використовуватися при знятті з експлуатації атомних електростанцій із графітовим сповільнювачем.

Для України йдеться насамперед про три зупинені енергоблоки РБМК-1000 Чорнобильської АЕС. За оцінкою українських науковців, на майданчику ЧАЕС необхідно вирішити питання поводження приблизно з 5700 тоннами опроміненого реакторного графіту.

У світі проблема значно масштабніша. За даними МАГАТЕ, графіт використовувався як сповільнювач і відбивач нейтронів більш ніж у 100 атомних та багатьох дослідницьких і промислових реакторах. Українські дослідники оцінюють накопичений у світі обсяг опроміненого графіту більш ніж у 250 тис. тонн.

При цьому єдиного універсального промислового способу поводження з такими відходами досі немає.

Під час багаторічної роботи в активній зоні реактора графіт опромінюється нейтронами та накопичує радіонукліди. Особливу проблему становлять довгоживучі та рухливі вуглець-14, тритій і хлор-36, які необхідно надійно ізолювати від довкілля протягом тривалого часу.

Одним із технологічно найпростіших способів кондиціювання таких відходів є цементація – включення графіту до цементної матриці. Однак графіт має гідрофобну поверхню, через що на межі між ним і цементом можуть утворюватися пори та дефекти, які погіршують бар'єрні властивості матеріалу.

Саме над удосконаленням такого підходу працюють українські науковці.

11 серпня Олег Скоблик і Костянтин Сімейко опублікували дослідження про перспективи використання наночастинок діоксиду титану TiO₂ у цементній матриці для іммобілізації опроміненого графіту. Автори розглядають можливість формування міцнішого зв'язку між графітом і цементом та зменшення проникності матриці. Дослідження опубліковано у журналі "Ядерна енергетика та довкілля".

За оцінками авторів, наночастинки TiO₂ можуть ущільнювати структуру цементу, зменшувати його водопоглинання та покращувати механічні властивості. Також досліджується можливість підвищення здатності матеріалу послаблювати гамма-випромінювання.

Водночас самі науковці наголошують, що трикомпонентна система "цемент – TiO₂ – опромінений графіт" ще потребує експериментальної перевірки. Зокрема, необхідно дослідити довгострокову стабільність матриці під опроміненням та швидкість вилуговування з неї ^14C, ^3H і ^36Cl.

МАГАТЕ також зазначає, що країни з графітовими реакторами досліджують різні варіанти – від прямого захоронення до термічної, хімічної та електрохімічної обробки графіту. Однак обробка може створювати нові потоки радіоактивних відходів, тоді як остаточне рішення має одночасно забезпечувати довгострокову безпеку та бути технологічно й економічно прийнятним.

Для України пошук такого рішення ставатиме дедалі актуальнішим у міру переходу ЧАЕС від тривалого витримування зупинених блоків до наступних етапів їх демонтажу.