В силу различных исторических событий в Российской Федерации помимо используемых в мировой практике хранилищ РАО имеется множество ядерных и радиационно опасных объектов, включенных в настоящее время в Федеральную целевую программу - «Ядерная и радиационная безопасность – ЯРБ-2» и требующих специальных процедур мониторинга и проведения процедур по выводу из эксплуатации. Одними из таких объектов, которые рассматривались на предмет реакции геологической среды на воздействие растворов, сопровождающих захоронение РАО, являлись: пункт изоляции жидких радиоактивных отходов (ЖРО) на территории полигона АО «Сибирский химический комбинат» и захоронение твердых РАО (ТРО) на полигоне Ангарского электролизного химического завода (АЭХК), которые находятся в зоне аэрации. Комплексные исследования образцов из наблюдательных скважин, расположенных на удалении до 100–120 м от нагнетальных на территории полигона АО «СХК» позволили показать, что в подобных условиях происходит синтез специфических смектитовых «техногенных» фаз с высокой сорбционной активностью, в то время как в щелочных условиях полигона АЭХК наблюдается преобразование смектитовых компонентов в иллитовые с формированием NH₄-слюдисто подобного минерала.

В данном направлении достигнуты особые результаты, которые используются в настоящий момент при создании новых объектов размещения высокотоксичных отходов, в том числе радиоактивных отходов, при выводе из эксплуатации ядерно- и радиоационно опасных объектов и т.д.

К минеральным сорбентам относится целый ряд пород обладающие микропористостью и структурными дефектами. К этой группе в основном относятся глинистые минералы, цеолиты и кремнистые породы (диатомит, трепел, опока).

В свою очередь минеральные сорбенты по своим свойствам делятся на две принципиально разные группы – противофильтрационные и фильтрационные сорбенты.

В противофильтационным барьерам относятся бентонитовые глины. За счет гидратации катионов в межслоевом пространстве глины, происходит внутрикристаллическое набухание. Бентонитовая глина приобретает мощные гидроизоляционные свойства. Бентонитовые буферы безопастности планируется использовать при захоронении высокорадиоактивных отходов. Также их применяют при создании подстилающих и перекрывающих гиброизоляционных бентонитовых матов при строительстве приповерхностных хранилищ.

Фильтрационные сорбенты напротив, по своей структуре имеют пористое строение и легко пропускают через себя воду, очищая ее от вредных веществ. Использование подобных сорбентов позволяет создавать проницаемые барьеры безопасности, а также фильтрационные установки.

Захоронение радиоактивных отходов (РАО) в геологических формациях представляет собой комплексную задачу и часто ставит науку и технологию перед своего рода вызовом, который не стоял ранее. Абсолютное большинство концепций могильников для высокоактивных отходов (ВАО) в глубинных геологических формациях включают в себя инженерные барьеры безопасности (ИББ), одним из ключевых компонентов которых являются бентонитовые глины. В российской концепции пункта захоронения радиоактивных отходов (ПГЗРО) рассматривается разработка инженерных барьеров безопасности с использованием в буферной зоне (зоне между канистрами с РАО и стенками скважин) бентонитового глинистого материала высокой плотности. Несмотря на кажущуюся изученность бентонитов, многие вопросы эволюции состава и свойств бентонитов в условиях подземных захоронений остаются открытыми. В первую очередь это касается поведения материалов в прогнозируемых условиях на участке недр «Енисейский», а также преобразования глинистых минералов, которые могут происходить после закрытия ПГЗРО в течение длительного периода времени, что необходимо для прогнозирования безопасности объекта.

Процессы, протекающие в ПГЗРО после его закрытия, могут потенциально привести к деградации ряда свойств ИББ, что должно быть изучено и рассмотрено с точки зрения оценки безопасности на ближнюю и дальнюю перспективы. Понимание протекающих процессов и возможных изменений состава, строения и свойств компонентов ИББ должно лечь в основу долгосрочных экспериментов в Подземной исследовательской лаборатории (ПИЛ) и разработки (коррекции существующих) моделей эволюции ИББ в долгосрочной перспективе. Одним из результатов работы являются рекомендации по выбору глинистого материала для создания различных элементов системы инженерных барьеров безопасности и проекты долгосрочных экспериментов, которые позволят провести более многогранную оценку безопасности ПГЗРО. Работы по данному направлению проводятся сотрудниками Научного центра с учетом разномасштабности с применением как стандартного оборудования, так и с использованием уникальных стендов, ячеек и установок, разрабатываемых в Центре.

Сотрудники Научного центра проводят исследования по комплексному изучению минерального сырья на многих месторождений и проявлениях на территории Российской Федерации.