Altre soluzioni per la gestione dei rifiuti nucleari

I ricercatori della Texas A e M University hanno escogitato un approccio semplice e “resistente alla proliferazione” per separare i diversi componenti delle scorie nucleari. Una reazione chimica, descritta nel numero di febbraio della rivista “Industrial and Engineering Chemistry Research”, porta alla formazione di cristalli, distribuiti uniformemente, contenenti tutti gli elementi residui del combustibile nucleare.

I ricercatori hanno anche osservato come la semplicità del loro approccio possa rendere possibile la veloce migrazione dal laboratorio all’industria. L’obiettivo dello studio era la ricerca di una semplice reazione chimica in grado di separare tutti gli elementi chimici del combustibile nucleare.

Da studi precedenti, i ricercatori sapevano che, a temperatura ambiente, l’uranio forma cristalli in acido nitrico forte. All’interno di questi cristalli, gli atomi di uranio sono disposti in un profilo unico: un atomo di uranio centrale è inserito tra due atomi di ossigeno su entrambi i lati, condividendo sei elettroni con ciascun atomo di ossigeno.

I ricercatori hanno ipotizzato che, se il plutonio, il nettunio e l’americio, potessero assumere una struttura di legame simile con l’ossigeno, come l’uranio, questi elementi si integrerebbero nel cristallo di uranio.

Per i loro esperimenti, hanno preparato una soluzione di uranio, plutonio, nettunio e americio in acido nitrico altamente concentrato a 60-90 gradi Celsius. Questo scenario consente di imitare la dissoluzione di una barra di combustibile reale nell’acido forte. Gli scienziati hanno verificato che quando la soluzione raggiungeva la temperatura ambiente, l’uranio, il nettunio, il plutonio e l’americio si erano separati in blocco dalla soluzione, distribuendosi uniformemente all’interno dei cristalli.

Migliorare l’anti-proliferazione

Questo processo semplificato “in un singolo passaggio” è inoltre “resistente alla proliferazione” poiché il plutonio non viene isolato, ma incorporato nei cristalli di uranio. La presenza simultanea di nettunio e americio rende impraticabile l’utilizzo di tale miscela come esplosivo nucleare.

Scorie sotto sale…

Un’altra promettente iniziativa di studio è quella denominata BATS (“Brine Availability Test in Salt”). E’ uno studio per valutare la fattibilità dell’utilizzo di miniere o formazioni di sale, per conservare i residui ad alta attività dei reattori di potenza. Ricordiamo che sono già utilizzati alcuni di questi depositi per conservare rifiuti di livello intermedio, ad esempio il WIPP negli USA.

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