Химики нашли новый материал для удаления радиоактивного газа из отработанного ядерного топлива

Недавно группа химиков из Национальной лаборатории Сандия (США) провела исследование, результаты которого могут повлиять на мировые усилия по производству чистой и безопасной ядерной энергии, а также по сокращению радиоактивных отходов.

Под руководством химика Тины Ненофф ученые провели работу, направленную на удаление радиоактивного йода из отработанного ядерного топлива. Они выявили металл-органические соединения, которые захватывают и удерживают летучий газ. По словам Тины Ненофф, это одна из первых попыток применения металл-органических соединений для захвата йода.

Сделанное открытие может повлиять на процесс переработки ядерного топлива или очистку ядерных реакторов после аварий. Одной из характерных черт ядерной энергетики является то, что использованное топливо можно переработать, чтобы восстановить расщепляющиеся материалы и снабдить станции свежим топливом. Переработкой отработанного топлива занимаются такие страны, как Франция, Россия и Индия. Этот процесс сокращает объем высокоуровневых отходов, что является ключевой задачей для исследователей из Лаборатории Сандия.

Одна из проблем, связанных с переработкой, состоит в отделении и изоляции радиоактивных компонентов, которые нельзя сжечь в качестве топлива. Американские ученые сфокусировались на удалении из отработанного топлива йода, изотопы которого имеют период полураспада в 16 миллионов лет. Они исследовали известные материалы, включая серебро-содержащий цеолит – кристаллический пористый минерал с большой площадью поверхности и высокой механической, тепловой и химической стабильностью. Цеолит может удалять йод из потока отработанного топлива, но для хорошей работы необходимо добавлять серебро. Однако серебро – дорогостоящий материал, который, к тому же создает проблемы с окружающей средой, поэтому ученые начали разрабатывать материалы без серебра. Они изучили, почему и каким образом цеолит поглощает йод и использовали полученные знания для создания металл-органического материала под названием ZIF-8. Размер пор и высокая площадь поверхности этого материала позволяют отделять и изолировать молекулы йода от потока отработанного ядерного топлива. Из полученного материала ученые создали гранулы, за счет чего получилась более стабильная форма материала без потери площади поверхности.

26 января 2012, Редактор