A warning sign reads 'Radioactive' on a container at the interim nuclear waste storage facility in Lubmin, Germany, 25 November 2015. According to its operator Energiewerke Nord (EWN), the facility currently runs at 75 per cent of its storage capacity. Photo: JENS BUETTNER/dpa
Tudomány

Egy apró lépéssel közelebb kerültünk a radioaktív hulladékok hatékony újrahasznosításához

24.hu
24.hu

2016. 12. 22. 19:55

A Manchesteri Egyetem kutatóinak sikerült leírnia az urán-nitrid vegyületek egy családjának elektronszerkezetét, egy kvantitatív modell segítségével. A felfedezésnek köszönhetően megnyílhat az út a nukleáris hulladékok hatékonyabb újrahasznosítása előtt.
Korábban a témában:

Steve Liddle, az egyetem Szervetlen Kémia Tanszékének vezetője és a Radiokémiai Kutatási Központjának társigazgatója szerint napjainkban egyre nagyobb szükség van a nukleáris hulladékok elkülönítési és újrahasznosítási módszereinek fejlesztésére.

A szakember úgy gondolja, ehhez első körben arra lesz szükség, hogy jobban megismerjük az aktinoidák – azaz a 90 és 103 közti rendszámú, radioaktív kémiai elemek – komplexeinek elektronszerkezetét. Ezek feltérképezése ugyanis elengedhetetlen ahhoz, hogy megértsük, miként lépnek ezen elemek kölcsönhatásba azokkal az anyagokkal, melyekkel kezelni próbáljuk őket.

Az aktinoidák elektronszerkezetének számszerűsítése azonban nem könnyű feladat, mivel a komplexek elektromos hatásai igen jelentősek és összetettek – éppen ezért a jellemzés nem olyan egyszerű, mint egyéb vegyületeknél. A nehezen megoldható modellezés miatt az aktinoidák elektronszerkezetének leírásai kvalitatívak, pedig nagy szükség lenne számszerűsített, szimuláció-szerű jellemzésre is.

A kutatásban résztvevő szakemberek egy része régebben dolgozott már hasonló komplexekkel, annyi különbséggel, hogy a korábbi vizsgálatokban az egyik nitrogénatom helyett egy oxigénatom szerepelt a vegyületben. Az elemzés során a szakértők rájöttek, hogy a komplexek szimmetriája, valamint a vegyületekben található uránionok oxidációs állapota miatt az anyag alkalmas a kvantitatív modellezésre.

Ehhez azonban arra volt szükség, hogy létrehozzanak egy nagyobb urán-nitrid csoportot, hogy a megalkotott jellemzés ne egyetlen vegyületet írjon le. A csapat szerencsére megtalálta a módját a probléma megoldására, így nekiláttak különböző szintű magnetizálásának – ezzel sikerült megfigyelni a molekulák legmélyén található elektronok állapotát is. A vizsgálatok végén egy meglehetősen nagy számszerűsített modell jött létre.

Ezután a komplexeket újabb elemzések – például közeli infravörös spektroszkópiás vizsgálat – alá vetették, majd az így megszületett eredményeket összevetették a korábbi adatokkal, kialakítva egy jóval pontosabb képet.

És hogy a felfedezés miért is fontos? Nos, a szakemberek bíznak benne, hogy az eredményeknek köszönhetően sikerül jobban megérteni, hogy ezen elemek miként viselkednek azokkal az anyagokkal, melyekkel dúsítani vagy koncentrálni próbálják az aktinoidákat. Ez azt jelenti, hogy a jelen kutatásra épülő újabb vizsgálatok egy napon megtalálhatják a módszert a nagyobb hatékonyságú radioaktív hulladék-újrahasznosítására.

Bár jelenleg vannak technikák a reaktorokban keletkező melléktermékek – például a kiégett fűtőelemekben lévő urán – újrafelhasználására, egyik eljárás sem alkalmas a hulladékok 100 százalékának visszaalakítására. Éppen ezért lenne fontos, hogy sikerüljön megtalálni a módszert a sugárzó elemek kezelésére.

(Via: University of Manchester)

vissza a címlapra

Kommentek

Legfrissebb videó mutasd mind

Image: 73483992, A hamarosan forgalomba álló új Mercedes-Benz Citaro autóbuszok a budapesti Hősök terén, a járművek átadása alkalmából tartott ünnepségen, Place: Budapest, Hungary, License: Rights managed, Model Release: No or not aplicable, Property Release: Yes, Credit: smagpictures.com
Nézd meg a legfrissebb cikkeinket a címlapon!
24-logo

Engedélyezi, hogy a 24.hu értesítéseket
küldjön Önnek a kiemelt hírekről?
Az értesítések bármikor kikapcsolhatók
a böngésző beállításaiban.