Изследователите описаха процеса на навлизане на радиоактивни изотопи във водата, която съпътства извличането на шистов нефт и газ. Откритията на учените са описани в две научни статии, публикувани в списанието Chemical Geology от група, ръководена от Джошуа Ландис от Дартмутския колеж в Съединените щати.
Припомнете си, че производството на шистови въглеводороди през последните години бързо се развива. Благодарение на тази технология, САЩ вече се превърнаха в нетен износител на природен газ и планират да постигнат същия статут по отношение на петрола през следващите години. Това е въпреки факта, че държавата с първия в света БВП и третото най-голямо население в света консумира много изкопаеми горива.
Най-общо казано, процесът изглежда така. Смес от вода, пясък и химически реагенти се изпомпва в кладенеца с мощни помпи. Когато налягането на течността стане твърде голямо, геоложката формация се разрушава и рухва. Образно казано, горивото изтича от деформираната скала като вода от компресирана кърпа.
Тази технология обаче представлява заплаха за околната среда. Използваните реагенти частично попадат в питейна вода и могат да причинят здравословни проблеми. В допълнение, „отработената“вода е обогатена с радия на радиоактивния елемент.
От къде идва? Това откриват изследователите в първата работа. Те поставят проби от шисти във вода, обогатена с калциеви соли. Нека обясним, че течността, изпомпвана в земята, пътувайки през множество пукнатини, неизбежно абсорбира тези вещества.
Както откриха изследователите, подобно решение извлича и радий от околните шисти. В същото време има два източника на опасния елемент и те имат различно съотношение на концентрациите на радий-226 и радий-228. Първият изотоп е сравнително стабилен с период на полуразпад над хиляда години. Вторият е много активен: за него същия период е по-малко от шест години. Когато радият се разпадне, се излъчва радиация и се освобождава друг радиоактивен елемент, радон.
Първият източник на опасния метал е неорганичната минерална част от шисти. Съдържа един атом радий-228 само за 250 радия-226 атома. Това е доста висока концентрация за първия изотоп. Вторият източник е органичната част от породата. В него съотношението радий-228 към радий-226 е 1 на 10 000.
Експериментите показват, че само за няколко часа повече от 14% от радиоактивния елемент, съдържащ се в шисти, преминава в разтвор. За сравнение: чистата (не обогатена с калциеви соли) вода изтича само под 0,5%.
Промоционално видео:
Втората статия описва модел на този трансфер за различни концентрации на соли в разтвор и различни количества водна баня, която се къпе шисти. Тук авторите са използвали експеримент, математическо моделиране и директни измервания на количеството радий в подземните води на мястото на добив на шистов въглеводород.
Преди тези изследвания експертите не бяха сигурни дали самият шисти е източникът на радиоактивен метал. Имаше хипотеза, че материята е в естествените натрупвания на радий в подземните води, които понякога се срещат.
Анатолий Глянцев
