放射性廢棄物處理的新方向

材料牛注: 在玻璃和其他陶瓷材料中含有放射性廢物可以保護人類和環境免除放射性傷害。這就為人們處理放射性廢棄物提供了一種新的途徑。

在玻璃和其他陶瓷材料中含有放射性廢物可以保護人類和環境免除放射性傷害。

核能非常強大。在沒有溫室氣體排放的情況下原子分裂可以產生大量的能量。然而，核能的缺點是留下成堆的對人，動物，植物等幾乎一切都是有害的放射性副產品（廢棄物）。好消息是，隨著時間的推移它會發生自然放射性衰變——然而這個過程通常是幾百萬年。壞消息是，廢棄物會在水和空氣中進行化學移動（它被雨或河流攜帶）,所以你必須很好地將它隔離和鎖定直到這一時間的流逝。但這是相當麻煩的。我們現在的處理方式是深部地質處置——一種奇特的方式“我們把它埋深”—在廢棄的礦山，海底處置，或（有計劃的）專業深層儲藏。

羅格斯大學的研究人員和材料科學與工程系助理教授Ashutosh Goel找到了一個更好的方式，在玻璃和陶瓷材料固定放射性廢棄物。Goel是第六鏡科技或著玻璃相關的廢棄物控制項目的首席研究員(PI)或共同的主要研究員。他的工作可能有助于在未來某一天安全地處理高放射性廢棄物（現在儲存在商業核電站）。

Goel表示：“具有優良的化學穩定性的玻璃是一個固定放射性廢棄物的完美材料,”他的一個項目涉及到大規模生產磷灰石玻璃以一種化學穩定形式固定碘-129原子。碘的同位素的半衰期為1570萬年，根據環境保護局的數據表示其在水和空氣是快速移動的。暴露在碘-129中會影響甲狀腺并增加患癌的風險。他的另一個項目開發了一種方法用碘化銀粒子來合成磷灰石礦物。Goel還研究如何通過抵抗結晶的硼硅酸鹽玻璃從高放射性廢物捕獲鈉和鋁原子。

將廢棄物包含在玻璃中可能是未來安全處理廢料的方式。在未來它會看起來像這樣。

Goel是美國能源部（DOE）的主要創始人，目前正在監管世界上最大規模之一核清理項目，伴隨著美國的長達45年的核武器開發和生產的計劃。根據美國能源部表示這個項目包括的16個主要設施遍及愛達荷州、內華達州、南卡羅來納、田納西和華盛頓州。漢福德是華盛頓州一個面臨最大挑戰的清理部門。這個復雜的生產超過2000萬件的金屬鈾燃料，在哥倫比亞河通過九個反應堆處理約110000噸的燃料。

漢福德工廠的地下存有大約5600萬加侖及177油罐的放射性廢棄物。美國能源部表示：據估計，67油罐及超過三分之一廢棄物泄露。1989年，清理工作開始。液體被抽出油罐，留下幾乎干涸的廢棄物。處理液體放射性廢物的工作開始于1999年，這已經接近于完成。

Goel表示：“這里我們談論的是高度復雜的，多組分放射性廢棄物，這幾乎包含元素周期表中所有的元素，我們關注的是在地下以及如何將其固定化。”

Goel說：“能源部希望在2022年或2023年開始在漢福德推出核廢棄物玻璃。我們的研究將明顯受到這個時間的影響。（這個過程)取決于其廢棄物的成分，這是多么復雜的以及它包含什么，如果我們知道來自那些工廠核廢料的化學成分，我們就能明確知道該如何工作。”

原文鏈接：Cooking nuclear waste into glass and ceramic materials could provide safe, efficient containment

本文由編輯部楊樹提供素材；牛效瑩編譯；黃超審核，點我加入材料人編輯部。

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