Transmutacionom tehnologijom protiv zračenja

Postoji skepsa da bi otpad stotinama godina mogao da ostane na tom skladištu. U međuvremenu se priča o mogućnosti da se mnogo ranije smanji štetnost visokoradioaktivnih materijala – uz pomoć transmutacione tehnologije. Šta bi sa tom tehnologijom moglo da se postigne i na koji način ona funkcioniše?

Zapaljivi elementi koji su već sagoreli, sadrže relativno malo radioaktivnih supstanci koje su dugog veka. U jednoj toni iskorišćenog nuklearnog goriva ostaje oko devet kilograma plutonijuma, 4,6 kilograma urana i između 236 i 660 grama aktinoida, objašnjava minerolog Dirk Bozbah iz istraživačkog centra u Julihu.

„Aktinoidi određuju jačinu radio-toksičnosti visoko-radioaktivnog otpada, posebno kada je reč o njegovom dugogodišnjem skladištenju. Zato je zanimljivo istražiti na koji način može da se umanji problem radiotoksičnosti“.

Tehnika manipulacije

Od 2014. godine u Belgiji će početi da se gradi postrojenje za transmutaciju. Uz pomoć njega plutonijum i aktinoidi trebalo bi da se pretvore u manje toksične proizvode fisije. Potrebno ih je najpre izdvojiti iz nuklearnih šipki. Taj postupak nije nov. On se već koristi za ponovno dobijanje plutonijuma. Nuklearne šipke najpre se usitne, a potom se tope u azotnoj kiselini. Uz pomoć hemijskog postupka zatim se izdvajaju aktinoidi. Pri radu je potreban veliki oprez, jer to su visokoradioaktivne supstance, upozorava Andreas Gajst iz Instituta za tehnologiju u Karlsrueu.

„Za razliku od drugih industrijskih procesa, ovde se radi sa daljinskim rukovanjem, takozvanom tehnikom manipulacije.“

Na taj način ponovo dobijene nuklearne šipke trebalo bi 2023. godine da dođu u transmutaciono postrojenje u Belgiji. Ono podseća na nuklearni reaktor. Za to postrojenje je karakteristično to da nuklearna reakcija koja bi u transmutacionom reaktoru trebalo da se dogodi, nije visokog rizika.

To znači da u jezgru reaktora ne dolazi do lančane reakcije. Brze neutrone, koji su potrebni za lančanu reakciju, stvaraju sami naučnici. Na taj način je čitav proces moguće potpuno bezopasno zaustaviti.

Prvi rezultati uspešni

Prvi pokušaji, dobijanja brzih neutrona, bombardovanjem protona olova i bizmuta, koje je sprovela naučnica iz Karlsruea, Končeta Facio, pokazali su se uspešnim. „Takođe smo uspeli da izmerimo koliko neutrona nastane od jednog protona, kako bismo videli da li može da se postigne ono što se do sada računalo. Eksperiment je završen veoma uspešno.“

Ali pre nego što postrojenje u Belgiji bude završeno, biće sprovedena još mnoga istraživanja. Posebno je važno ispitati ponašanje tečnih metala i njihovo hlađenje, kaže Končeta Facio: „Olovo i bizmut su tečni metali, relativno korozivni. Dakle, trebalo bi razviti zaštitu od korozije za strukturne materijale.“

Istraživači iz Karlsruea takođe ispituju termodinamičko ponašanje prilikom hlađenja tečnih metala olova i bizmuta. Ukoliko sva ispitivanja dobro prođu buduće postrojenje u Belgiji moglo bi za nekoliko stotina godina da umanji zračenje radioaktivnog otpada, naglašava Andreas Gajst. „Kao referencu uzimamo toksičnost prirodnog urana, koji uzimamo iz zemlje. Ukoliko se postigne razdvajanje aktinoida i njihova transmutacija to će biti veliki uspeh.“

Poređenja radi: Kod direktnog skladištenja nuklearnog otpada, bez prethodne transmutacije toksičnost prirodnog urana, aktinide postižu tek za oko 200.000 godina. Prilikom dubokog skladištenja otpada, transmutacionu tehniku je nemoguće mimoići, kaže minerolog Bozbah i dodaje da je moguće postići sigurno duboko sladištenje.

„Kod stručnjaka postoji konsenzus, da je duboko skladištenje nuklearnog otpada najbolja opcija koju trenutno imamo. Mi ljudi nemamo iskustva o tehničkim merama koje su potrebne za tako dug vremenski period. Piramide su stare nekoliko hiljada godina. Ali možemo da se oslonimo na pasivnu sigurnost geoloških sistema.“

Autori: Fabijan Šmit / Boris Rabrenović
Odg. urednik: Jakov Leon