Nadzieja na szybsze unieszkodliwianie odpadów radioaktywnych

Nadzieja na szybsze unieszkodliwianie odpadów radioaktywnych

Unieszkodliwianie odpadów radioaktywnych stanowi znaczny problem dla rozwijającej się coraz prężniej energetyki jądrowej. Mimo znacznego postępu w dziedzinie konstrukcji reaktorów, zużyte paliwo jądrowe jest wciąż deponowane pod powierzchnia ziemi. Być w najbliższym czasie ta sytuacja ulegnie zmianie, gdyż grupa fizyków z Ruhr University w Bochum (Niemcy) pracuje nad nową metodą unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych.

Jej zastosowanie pozwoli na unieszkodliwienie niebezpiecznych odpadów w przeciągu zaledwie kilku dziesięcioleci. Na chwilę obecną czas połowicznego rozpadu niektórych odpadów radioaktywnych sięga kilku tysiącach lat. Wstępne wyniki badań zostały opublikowane w sierpniowym wydaniu magazynu Physics Word.

Nowa metoda polega na osadzeniu odpadów promieniotwórczych w metalowym opakowaniu i schłodzeniu ich do ekstremalnie niskich temperatur. Dzięki temu odpady rozkładają się szybciej, czas ich połowicznego rozpadu może zmniejszyć się nawet do mniej niż stu lat. Według Rolfsa niższa temperatura metalu oznacza, że wolne elektrony mogą zbliżyć się bardziej do jądra promieniotwórczego. Elektrony te przyspieszają naładowane dodatnio cząsteczki w kierunku jądra, zwiększając w ten sposób możliwość zajścia reakcji syntezy, albo odwrotnie, przyspieszają cząsteczki wyemitowane z jąder, zwiększając w ten sposób prędkość przebiegu rozpadu.

Profesor Rolfs opracował nową technologię w czasie przeprowadzania symulacji zachowania się jąder atomowych w centrum gwiazdy. Podczas prac ze zderzaczem cząstek elementarnych zauważył, że więcej reakcji syntezy jądrowej zachodziło w zderzaczu, kiedy jądra atomowe były zamknięte w metalowym pojemniku i schłodzone. Podczas syntezy lekkie jądra łączą się tworząc cięższe. W procesie tym uwalniana jest energia. Rozpad promieniotwórczy przebiega odwrotnie, cząstka elementarna jest uwalniana z jądra. Rolfs uważa, że skoro schłodzenie jądra w metalu wzmaga syntezę jądrową, powinno też przyspieszyć reakcję odwrotną. Można tą obserwację odnieść do rozkładu cząstek radioaktywnych.

Obecnie naukowcy próbują unieszkodliwić izotop radu o numerze 226, bardzo niebezpieczny komponent wypalonego paliwa jądrowego, którego czas połowicznego rozkładu wynosi 1600 lat. Profesor Rolfs twierdzi, że użycie jego metody pozwoli na skrócenie tego czasu do 100 lat. Są też i dużo bardziej optymistyczne założenia, według których czas połowicznego rozpadu uda się zredukować do zaledwie dwóch lat. Gdyby okazało się to prawdą, można by zrezygnować z bardzo kosztownego i skomplikowanego procesu przechowywania odpadów radioaktywnych w specjalnych składach głęboko pod ziemią.

Profesor Rolfs uważa, że nowa metoda pozwoli na pozbycie się odpadów promieniotwórczych w okresie równym przeciętnej długości życia człowieka. Jego zdaniem zakopywanie ich pod ziemią nie będzie już konieczne, na czym skorzystają przyszłe pokolenia. Obecnie profesor Rolfs wraz ze swoimi współpracownikami próbują potwierdzić swoją hipotezę przeprowadzając testy z wieloma radioaktywnymi cząstkami. Według Rolfsa pierwsze wyniki są obiecujące, jednak konieczne będzie przeprowadzenie jeszcze wielu badań, zanim pomysł będzie mógł zostać wykorzystany w praktyce. Optymistyczny akcent wprowadza opinia profesora Rolfa, który nie widzi aktualnie barier technicznych, które mogłyby nieodwracalnie przekreślić projekt.

(au)