Учените са близо до решението на проблема с ядрените отпадъци

По данни на Nuclear Technology Review 2015, публикувани от Международната агенция за атомна енергия през юли, в края на 2014 година в света са се образували повече от 68 милиона кубически метра ядрени отпадъци с различна степен на активност. При това много от радиоактивните вещества се разпадат в течение на много години.

Неотдавна изследователска група под ръководството на Георгий Шафеев от Института по обща физика „А. М. Прохоров“ към Руската академия на науките (ИОФАН) заяви, че е стигнала много близо до решението на задачата за преработването на ядрените отпадъци. Оказва се, че някои радиоактивни елементи, поставени в специален разтвор и под въздействието на лазер, бързо и лесно се превръщат в неутрални.

Прогрес по волята на слепия случай

Откритието е било направено случайно – по време на лабораторен експеримент в областта на получаването на наночастици под въздействието на лазер. Те буквално биват избивани от метали, потопени във воден разтвор. При това учените експериментирали както с различни метали, така и с различни разтвори.

Когато Шафеев и неговите колеги потопили злато в разтвор на радиоактивен торий 232, те открили, че последният престанал да излъчва радиация при появата на наночастиците. Настъпила трансмутация. Същият този ефект се повторил и с уран 238. А цезий 137, известен от трагедията във Фукушима и разпадащ се в природата в продължение на 30 години, в създадените условия се превръщал в неутрален барий в течение на един час.
„Нито ние, нито специалистите по ядрена физика засега не можем да дадем научно обяснение на тези явления. Най-вероятно, полагайки разтвора в подобни условия, ние променяме обкръжението на ядрата на неговите атоми – състоянието на външната обвивка на електроните“, поясни на „Руски дневник“ Георгий Шафеев, завеждащ Лабораторията по макрокинетика на неравновесните процеси в ИОФАН.

За ускоряването на разпада е необходимо присъствието в разтвора на някакъв трудноразтопяем метал, тоест – злато, сребро, титан. „Скоростта на разпада на веществото зависи от химическото обкръжение – външните електрони на неговите атоми. Очевидно ние променяме електронната им конфигурация благодарение на това, че наночастиците са способни локално да усилват лазерното електромагнитно поле“, пояснява Шафеев.

От доводите към практиката

В настоящия момент групата на Шафеев чака проверка на своите резултати от страна на Обединения институт по ядрени изследвания (ОИЯИ). За целите на експеримента колегите ще донесат във физическата лаборатория чувствителен гама-спектромер на базата на свръхчист германий. С неговата помощ процесът ще може да се наблюдава в режим на реално време. Контролният експеримент ще бъде проведен с цезий 137.

„Необходимо е този процес да се види със собствени очи и тогава да се търси обяснение. Имайки работен стаж в областта на експерименталната физика повече от 50 години, на мене ми е трудно да повярвам в по-силното ускорение на разпадането на ядрото под въздействието на лазерно излъчване или специфично химическо обкръжение“, казва Саркис Карамян, старши научен сътрудник в Лабораторията по ядрени реакции на ОИЯИ.

Изследователите вече размишляват над конкретните приложения на бъдещата разработка. С нейна помощ едва ли ще може да се неутрализира радиация на сушата – например в Чернобил, тъй като проникващата способност на лазера в почвата се измерва в микрометри, но що се отнася до водата – тук се откриват големи възможности.
„Разбира се, може да се събере земя и след това тя да се филтрира – пояснява Шафеев. – Но в нашия случай, по-удобно е да се работи с разтвори. Тоест – във Фукушима, където и днес от басейна продължават да се изливат тритий и цезий, такава разработка би могла да поправи много неща“.

"Российская газета". Всички права запазени.