俄罗斯科学院弗鲁姆金物理化学与电化学研究所的研究人员研究了辐照核燃料中形成的铀裂变产物合金及其与后处理工艺相关的化学性质。这些合金通常含有钌、铑、钯和银等贵金属，虽然具有放射性，但在未来应用方面可能具有重要意义。然而，这些合金的颗粒会使辐照核燃料后处理厂的操作变得复杂，是需要深入研究的主要原因。
利用扫描电子显微镜获得的金属间化合物U(RuRhPd)在浓硝酸中阳极溶解后的表面图像
两篇研究论文考察了氧化物燃料(基于二氧化铀)和快中子反应堆氮化物燃料(铀钚混合氮化物)中形成的合金，评估了它们在高温氧化和硝酸溶解两种关键后处理工艺中的行为。
在氧化物燃料研究中，研究人员发现二氧化铀燃料经辐照后会产生含有钌、铑、钯、锝、钼和银的金属合金。实验表明，这些合金在沸腾浓硝酸中的溶解度很低，六天后仅有10%至15%的原始合金质量溶解。研究第一作者、该所研究生米哈伊尔·沃尔金指出，放射性锝在实验中常被化学性质相似的铼替代，但含铼合金具有不同的微观结构，用铼替代锝来模拟此类合金并不合理。实验证明，锝是决定合金结构和化学性质的关键元素，能使合金微观结构均匀化，并减缓其在硝酸中的浸出速率。由于合金在稀酸中溶解速率极低，可作为放射性钌和锝固定化的潜在基质。高温氧化实验则表明，挥发性氧化可作为分离钼、锝和钌的一种可能方法。
在氮化物燃料研究中，研究对象是铀与钌、铑和钯形成的合金。据估计，每吨氮化物燃料中此类化合物可达6公斤，占总燃料燃烧量的5.6%。沃尔金表示，关于铀与钌或铑相互作用的基本数据需要进行重大调整。实验表明，合金中钯的存在会显著加速其在硝酸中的溶解，而合金在空气中的氧化与贵金属比例无关。研究指出，富含钌和铑的相会在固体残渣中积累，而含钯的相则会溶解。
这两项研究对于开发从辐照核燃料中回收残余裂变材料的技术具有重要意义。氧化物燃料研究在俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)旗下TVEL公司支持下完成，氮化物燃料研究由俄罗斯科学基金会资助。
