Forskerne beskrev prosessen med radioaktive isotoper som kommer inn i vannet som følger med utvinning av skiferolje og gass. Forskernes funn er beskrevet i to vitenskapelige artikler publisert i tidsskriftet Chemical Geology av en gruppe ledet av Joshua Landis fra Dartmouth College i USA.
Husk at produksjonen av skifer hydrokarboner har vært i rask utvikling de siste årene. Takket være denne teknologien har USA allerede blitt en nettoeksportør av naturgass og planlegger å oppnå samme status med hensyn til olje de kommende årene. Dette til tross for at staten med verdens første BNP og verdens tredje største befolkning forbruker mye fossilt brensel.
Generelt sett ser prosessen slik ut. En blanding av vann, sand og kjemiske reagenser pumpes inn i brønnen med kraftige pumper. Når væsketrykket blir for stort, brytes og faller den geologiske formasjonen. Figurativt sett oser drivstoff ut av den deformerte fjellet som vann fra en komprimert vaskeklut.
Imidlertid utgjør denne teknologien en miljøtrussel. Brukte reagenser havner delvis i drikkevann og kan forårsake helseproblemer. I tillegg blir det "brukte" vannet beriket med det radioaktive elementet radium.
Hvor kommer det fra? Dette er hva forskerne fant ut i det første arbeidet. De plasserte skiferprøver i vann beriket med kalsiumsalter. La oss forklare at væsken som pumpes ned i bakken, og beveger seg gjennom mange sprekker, uunngåelig absorberer disse stoffene.
Som forskerne fant ut, trekker en slik løsning også ut radium fra den omliggende skiferen. Samtidig er det to kilder til det farlige elementet, og de har et annet forhold mellom konsentrasjonene av radium-226 og radium-228. Den første isotopen er relativt stabil, med en halveringstid på mer enn tusen år. Det andre er veldig aktivt: for ham er den samme perioden mindre enn seks år. Når radium forfaller, sendes stråling ut, og et annet radioaktivt element, radon, frigjøres.
Den første kilden til farlig metall var den uorganiske mineraldelen av skiferen. Den inneholder ett radium-228 atom for bare 250 radium-226 atomer. Dette er en ganske høy konsentrasjon for den første isotopen. Den andre kilden er den organiske delen av rasen. I den er forholdet mellom radium-228 og radium-226 1 av 10.000.
Eksperimenter har vist at mer enn 14% av det radioaktive elementet i skiferen på bare noen få timer går over i løsningen. Til sammenligning: rent (ikke beriket med kalsiumsalter) vann utvaskes bare under 0,5%.
Salgsfremmende video:
Den andre artikkelen beskriver en modell for denne overføringen for forskjellige konsentrasjoner av salter i løsning og forskjellige mengder vann som bader skiferen. Her forfatterne brukte eksperiment, matematisk modellering og direkte målinger av mengden radium i grunnvann på stedet for skifer hydrokarbonproduksjon.
Før disse studiene var eksperter ikke sikre på om selve skiferen var kilden til det radioaktive metallet. Det var en hypotese om at saken er i de naturlige ansamlingene av radium i grunnvann, som noen ganger finnes.
Anatoly Glyantsev
