Znanstvenici na korak do rješenja problema prerade nuklearnih otpada

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.

Fotogalerija: Fotogalerije Černobil, najekstremnije mjesto za selfie na svijetu

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''.