Un equipo de investigadores de la Universidad de Carolina del Sur está utilizando neutrones para desarrollar materiales más duraderos y eficientes llamados formas de desechos para almacenar de manera segura sustancias peligrosas.
El equipo de la USC visitó recientemente el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía para estudiar materiales de inclusión de sal SIM que contienen canales internos de silicato con la capacidad de inmovilizar de manera segura los desechos nucleares. Los investigadores esperan obtener información valiosa sobre las propiedades de los materiales.utilizando recursos en la fuente de neutrones de espalación de ORNL, como el instrumento POWGEN, SNS beamline 11A.
"Estamos estudiando SIM con la intención de crear nuevos materiales que secuestran de manera más eficiente y segura elementos de desechos nucleares como el tecnecio", dijo el investigador principal Hans-Conrad zur Loye. "Este es un proceso a largo plazo, y esperamos desarrollarla química fundamental necesaria para diseñar estas formas de residuos en los próximos años "
Los materiales de forma de desechos actúan como una especie de "bolsa" cristalina para contener elementos radiactivos a medida que se descomponen con el tiempo. Los investigadores apuntan a diseñar una forma de desechos a medida para encapsular isótopos radiactivos y proporcionar garantías adicionales. Por ejemplo, si el agua se filtra en elcontenedores, la nueva forma de residuos no se disolvería.
Los investigadores están estudiando las reacciones de intercambio iónico, el proceso por el cual las sales no radiactivas son reemplazadas por radionúclidos para el almacenamiento a largo plazo en las SIM. El equipo había usado previamente rayos X para analizar los efectos secundarios de las reacciones y ahora planea tomarventaja de la naturaleza penetrante y no destructiva de los neutrones para revelar cambios estructurales en tiempo real. Este conocimiento ayudará a identificar qué propiedades son necesarias para que un material inmovilice efectivamente los desechos nucleares.
"Sabemos con qué comenzamos y con qué terminamos, pero aún no sabemos qué sucede en el medio", dijo zur Loye. "La capacidad de ver qué sucede durante el proceso es exclusiva de los neutrones".
Esta investigación se lleva a cabo como parte del Centro de Materiales de Forma de Desechos Jerárquicos CHWM, un Centro de Investigación de la Frontera Energética del DOE. El objetivo de CHWM es desarrollar nuevos materiales capaces de almacenar una mayor concentración de desechos nucleares sin permitir que el contenido radiactivo se filtre enel medio ambiente circundante. Una forma de lograr este equilibrio es a través de materiales jerárquicos como SIM, que consisten en estructuras más pequeñas contenidas dentro de otras más grandes. Los investigadores del centro estudian diferentes variaciones de estas sustancias y modelan nuevos medios para el almacenamiento de desechos nucleares.
"Nuestro objetivo es hacer nuevos materiales de almacenamiento de desechos nucleares para secuestrar radionucleidos de manera segura para que no entren en el suministro de agua o la atmósfera", dijo zur Loye. "Si podemos diseñar un material que proporcione un margen de seguridad adicional,podría proporcionar una solución segura durante miles de años ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Original escrito por Elizabeth Rosenthal. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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