راه حل انقلابی دانشمند ایرانی برای ذخیره زباله‌های هسته‌ای

گروهی از پژوهشگران دانشگاه ساسکاچوان(Saskatchewan) دریافته‌اند که یک ترکیب شیشه و سرامیک جدید ممکن است تمام ویژگی‌های ذخیره‌سازی بهتر و ایمن‌تر زباله‌های هسته‌ای را داشته باشد.

به گزارش ایسنا، گروهی از پژوهشگران دانشگاه ساسکاچوان(USask) کشف کرده‌اند که یک ترکیب ابتکاری شیشه و سرامیک می‌تواند نویدبخش ذخیره‌سازی ایمن و طولانی‌مدت زباله‌های هسته‌ای باشد. این ترکیب جدید مقاوم در برابر خوردگی می‌تواند به ساخت مخازن ذخیره‌سازی بزرگتری نسبت به مخازن استاندارد صنعتی موجود کمک کند. اگر نتایج مطالعه آنها معتبر باشد، این می‌تواند انقلابی برای صنعت هسته‌ای به ویژه در مورد چگونگی دفع ایمن زباله‌های هسته‌ای غیرقابل استفاده مجدد باشد.

مهرناز میخچیان، دانشجوی دکترای دانشگاه ساسکاچوان که یافته‌های خود را پس از یک مطالعه یک ساله منتشر کرده است، توضیح می‌دهد: به عبارت ساده، ما می‌خواهیم بهترین گزینه برای مهار زباله‌های هسته‌ای را پیدا کنیم.

انرژی هسته‌ای این پتانسیل را دارد که جایگزین پاک‌تری برای سوخت‌های فسیلی باشد. با این حال، دو چالش اصلی مانع از پذیرش گسترده آن شده است. مورد اول جلوگیری از نشت آن به محیط و مورد دوم دفع ایمن حجم زیادی از زباله‌ها است.

ذخیره‌سازی زباله‌های هسته‌ای تابع مقررات سختگیرانه و استانداردهای ایمنی برای تضمین حفاظت از سلامت انسان و محیط زیست است.

انتخاب مخزن ذخیره به عوامل مختلفی مانند نوع و سطح رادیواکتیویته و در نظر گرفتن ایمنی و امنیت طولانی مدت بستگی دارد. برای مثال، زباله‌های هسته‌ای سطح بالا(HLW)، پرتوزاترین و خطرناک‌ترین شکل زباله‌های هسته‌ای هستند. زباله‌های هسته‌ای سطح بالا معمولا در ظروف مخصوص ساخته شده از محفظه فلزی یا کاسه‌های بتنی ذخیره می‌شود.

شیشه و سرامیک متحول کننده آینده ذخیره‌سازی زباله‌های هسته‌ای خواهند بود؟

زباله‌های سطح متوسط(ILW) شامل مواد رادیواکتیو از منابع مختلف، از جمله اجزای راکتور، تجهیزات آلوده و برخی زباله‌های پزشکی و صنعتی هستند. این زباله‌های هسته‌ای به روشی مشابه زباله‌های هسته‌ای سطح بالا، اغلب در ظروف بتن یا محفظه فلزی ذخیره می‌شوند. زباله‌های سطح پایین(LLW) شامل مواد کمتر رادیواکتیو مانند لباس‌های حفاظتی آلوده، ابزار و تجهیزات تاسیسات هسته‌ای و همچنین مواد تاسیسات پزشکی و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی هستند. این زباله‌ها معمولا در مکان‌های‌ دفن کم عمق ذخیره می‌شوند.

چندین کشور در حال حاضر در حال بررسی یا ساخت مخازن زمین شناسی عمیق به عنوان راه حلی دائمی برای دفع زباله‌های هسته‌ای سطح بالا هستند. این روش شامل دفن زباله در اعماق زمین در سازندهای زمین شناسی پایدار برای جدا نگه داشتن آن از محیط است. اما، یافته‌های جدید دانشگاه ساسکاچوان می‌تواند کمک کند.

در مطالعه‌ای جدید، تیم ساسکاچوان پیشرفت چشمگیری در زمینه مقاومت در برابر خوردگی و ظرفیت مواد ترکیبی داشته‌اند. میخچیان و اندرو گروسونور(Andrew Grosvenor) استاد شیمی مطالعه‌ای را بر روی یک ماده ترکیبی شیشه-سرامیک جدید انجام دادند و به نتایج امیدوارکننده‌ای دست یافتند.

پیش از این مشخص نبود که در طول زمان به دلیل خوردگی چه اتفاقی می‌افتد. با این حال، پژوهشگران گزارش می‌دهند که ما اکنون اطلاعات بیشتری در مورد اثرات بلند مدت آن داریم.

مواد جدید عملکرد خوبی داشت

میخچیان توضیح داد: مهم است اطمینان حاصل شود که مواد زائد وارد محیط‌ زیست نمی‌شوند. برای این منظور، تیم تحقیقاتی مطالعه خود را برای تعیین میزان خوردگی مواد پس از قرار گرفتن در معرض آب به مدت یک سال انجام دادند. آنها گزارش دادند که مواد عملکرد خوبی داشته است.

این گروه کشف کردند که ماده ترکیبی که از رایج‌ترین نوع شیشه است در برابر خوردگی مقاومت می‌کند.

دو موضوع اصلی مربوط به دفع زباله‌های هسته‌ای وجود دارد. نگرانی‌های زیست محیطی و حجم زیاد زباله‌های تولید شده. شیشه در حال حاضر در سراسر جهان برای ذخیره سازی زباله‌های هسته‌ای استفاده می‌شود، اما ظرفیت بارگیری آن محدود است، به این معنی که هر ظرف تنها می‌تواند درصد کمی از زباله را در خود جای دهد. در مقابل، این ماده جدید می‌تواند حاوی زباله‌های بیشتری باشد که آن را به یک راه‌حل امیدوارکننده برای ذخیره‌سازی زباله‌های هسته‌ای تبدیل می‌کند.

گروسونور می‌گوید: این یافته‌ها درها را برای پیشبرد پذیرش انرژی هسته‌ای و انواع راکتورهای جدید باز می‌کند.