Znanstvenici na korak do rješenja problema prerade nuklearnih otpada

Lori/Legion Media
U prirodi većina radioaktivnih tvari raspada se desetljećima, čak stoljećima. Ipak istraživačka grupa Instituta za opću fiziku A. M. Prohorov Ruske akademije znanosti pronašla je način kako da ih samo za jedan sat pretvori u neutralne i bezopasne tvari. Pomoću nove metode, tvrde znanstvenici, moguće je očistiti vodu u Fukushimi.

Prema podacima Nuclear Technology Reviewa 2015., koji je objavila Međunarodna agencija za nuklearnu energiju u srpnju, krajem 2014. u svijetu je nastalo više od 68 milijuna kubnih metara nuklearnog otpada različite razine aktivnosti. Pritom se mnoge radioaktivne tvari raspadaju tijekom mnogih godina.

Nedavno je istraživačka grupa na čelu s Georgijem Šafejevom iz Instituta za opću fiziku A. M Prohorov izjavila da je sasvim došla do rješenja zadaće prerade nuklearnih otpada. Čini se da se neki radioaktivni elementi, u specijalnoj kiselini i pod utjecajem lasera, lako i brzo pretvaraju u neutralne.


Sasvim slučajno do napretka

Otkriće je napravljeno slučajno, tijekom eksperimenta laboratorija u oblasti dobivanja nanočestica pod utjecajem lasera. Njih dobivaju od metala koji su stavljeni u vodenu kiselinu. Pritom su znanstvenici eksperimentirali kako s različitim metalima, tako i s kiselinama.

Kad su Šafejev i njegove kolege stavili zlato u kiselinu radioaktivnog torijuma 232, otkrili su da je posljednji prilikom pojave nanočestica prestao emitirati radijaciju. Dogodila se transmutacija. Isti se učinak pojavio s uranom 238. A cezij, koji je poznat po tragediji u Fukushimi i koji se raspada u prirodi 30 godina, u stvorenim uvjetima pretvarao se u neutralni barij za samo jedan sat.

''Ni mi, ni nuklearni fizičari zasad ne možemo dati znanstveno objašnjenje tih pojava. Stavljajući kiselinu u određene uvjete, najvjerojatnije mijenjamo sredinu jezgara njegovih atoma – stanje ljusaka elektrona'', objasnio je za RBTH Georgij Šafejev.

Za ubrzanje raspadanja potrebno je da je u kiselini nekakav vatrostalni metal kao što je zlato, srebro, titan. ''Brzina raspadanja tvari ovisi o kemijskoj sredini – vanjskih elektrona njezinih atoma. Očigledno je da mijenjamo njihovu elektronsku konfiguraciju zahvaljujući tome što su nanočestice u stanju lokalno jačati lasersko elektromagnetskog polje'', objašnjava Šafejev.


Od zaključaka prema praksi

Trenutno Ujedinjeni institut za nuklearna istraživanja treba provjeriti rezultate istraživačke grupe. Za eksperiment kolege će donijeti u laboratorij senzorni gama-spektrometar na temelju superčistog germanija. Pomoću njega moći će se pratiti proces u režimu stvarnog vremena. Kontrolni eksperiment napravit će s cezijem 137.

Kako su živjeli sovjetski nuklearni fizičari
Sovjetski nuklearni fizičari, stanovnici zatvorenih gradova koji su pretvorili SSSR u supersilu, bili su posebna subkultura u kojoj su se na zadivljujući način spojili junaštvo stečeno u ratu, genijalni um, posebna filozofija slobode i nevjerojatni uspjesi u formiranju novog modela licejskog obrazovanja.

''Potrebno je vidjeti taj proces vlastitim očima i potom tražiti objašnjenje. Kao znanstvenik koji radi u oblasti eksperimentalne nuklearne fizike više od 50 godina, teško mi je povjerovati u brzo raspadanje jezgre pod djelovanjem laserske radijacije ili specifične kemijske sredine'', govori Sarkis Karamjan, stariji znanstveni suradnik pri Laboratoriju za nuklearne reakcije.

Istraživači već razmišljaju o konkretnoj primjeni budućeg pronalaska. Teško će se pomoću nje uspjeti neutralizirati radijacija na kopnu, recimo, u Černobilu, jer se radi o mikrometrima, no što se tiče vode otvaraju se velike mogućnosti.

''Naravno, moguće je skupiti zemlju a potom je profiltrirati'', objašnjava Šafejev. ''No u našem slučaju ugodnije je raditi s kiselinama. Odnosno u Fukushimi, gdje iz bazena i dalje curi tricij i cezij, taj pronalazak mogao bi popraviti puno stvari''.