北极地区蕴藏着丰富的矿产资源,包括铜镍矿、农用化学矿、稀有金属和稀土元素等,这些资源的开采潜力巨大。随着北海航线贸易路线和相关基础设施的不断开发,预计该地区的矿产开采将更加密集。
据最新数据显示,2024年北海航线的货物运输量将达到3800万吨。这一增长得益于新型核动力破冰船的支持,如2024年11月6日在圣彼得堡波罗的海造船厂下水的22220型“楚科奇”号。俄罗斯总统普京表示,北海航线不仅对俄罗斯航运公司具有吸引力,也对海外合作伙伴具有吸引力,并将为俄罗斯交通基础设施的发展作出重大贡献。计划到2030年,通过北方海航道运输超过1亿吨货物,为此需要建设新的导航和无线电信标、灯光标志和自动气象站等航行支持设施。
然而,在北极地区的资源开发过程中,放射性同位素的安全使用成为了一个亟待解决的问题。科拉科学中心的研究发现,宇宙物理因素对岩爆和地震有影响,这进一步凸显了在极端环境下确保放射性物质安全的重要性。
RIT-90,一种基于锶-90同位素的辐射电流源,被广泛用于北极地区的能源供应。然而,其现有的处理系统无法提供足够的物理保护,一旦发生事故或恐怖行为,可能导致操作员和民众的过度暴露和死亡。锶-90的半衰期为29年,且其活性区在制造时的活度高达180kCi,使其在1000多年内都具有危险性。
为了解决这一问题,远东联邦大学和俄罗斯科学院科拉科学中心的科学家进行了深入研究。他们旨在寻找一种在淡水和海水影响下具有较低浸出率的RIT活性区基质,并使用脉冲等离子烧结方法创建它们。研究团队制备了多种结构的陶瓷材料样品,并研究了它们的结构和物理化学性质以及水解稳定性。
研究结果显示,所得陶瓷具有复杂的相组成和强的化学键,能够满足固化高放射性废物的要求。陶瓷中的离子扩散深度很小,且所有样品均具有高硬度和密度以及均匀的无孔结构。这表明该方法具有获得具有高电位可靠性的陶瓷用于长期固定放射性核素的潜力。
该研究成果已在《国际陶瓷》、《放射分析与核化学杂志》等期刊上发表,并被纳入俄罗斯科学院院长向俄罗斯科学院全体会议提交的关于俄罗斯科学家最重要科学成就的报告之中。这一突破为北极地区资源开发中的放射性同位素安全使用提供了有力支持。
在北极地区创建舒适城市环境的问题也引起了科学家们的关注。俄罗斯和德国科学家的研究表明,任何战略在从中心向边缘“迁移”的过程中都会发生变异,以适应不同的地理、社会经济和制度条件。这为北极地区城市的规划和建设提供了有益的参考。