Исследованы селективные сорбционные свойства образцов бентонитовой глины месторождения «Острожанское» Лельчицкого района Гомельской области. Проведено механическое обогащение отобранных образцов бентонитовой глины, определены параметры их селективной сорбции по отношению к радиоцезию. Сравнительный анализ сорбционных свойств природных и обогащенных образцов бентонитовой глины показал, что основным минералом, ответственным за селективную сорбцию 137Cs, является монтмориллонит. Установлено, что потенциал связывания радиоцезия RIP(K) обогащенных образцов бентонитовых глин в несколько раз превышает RIP(K) природных образцов и зависит от степени их дисперсности. Следовательно, в качестве сорбционных материалов, предназначенных для безопасного хранения и захоронения радиоактивных отходов, предпочтительно использовать обогащенные бентонитовые глины. В качестве основного компонента сорбционных материалов использовался образец бентонитовой глины с наилучшими сорбционными характеристиками по отношению к 137Cs. Путем механического смешения бентонитовой глины и кварцевого формовочного песка в различных соотношениях получены образцы сорбционных материалов и определены их основные физико-химические характеристики и параметры селективной сорбции 137Cs. Установлено, что при увеличении содержания кварцевого формовочного песка от 5 до 25 мас. % в составе сорбционных материалов наблюдается снижение основных сорбционных показателей: потенциала связывания радиоцезия RIP(K) и емкости специфической сорбции FES. Для использования сорбционного материала в качестве инженерного барьера при хранении и захоронении радиоактивных отходов оптимальным является содержание кварцевого формовочного песка в количестве 20 ± 2,5 мас. %.