Chất thải phóng xạ có thể được cố định trong thủy tinh hàng triệu năm?

Nếu cho rằng việc ngăn chặn hạt nhân là một thách thức thì quan điểm này không sai một chút nào. Tại khu vực Hanford, khu phức hợp của hầu hết các chất thải hạt nhân của bang Washington, có 55 triệu gallon chất thải phóng xạ được lưu giữ ở vài dặm bên dưới lòng đất. Từ năm 2012, đã có các báo cáo về việc rò rỉ chất thải phóng xạ, và theo Bộ năng lượng Hoa Kỳ, tới năm 2090, chính phủ Mỹ sẽ phải tiêu tốn tới hơn 150 tỷ USD cho chi phí làm sạch.

Tốt hơn hết là nên ngăn chặn sự rò rỉ này để tránh khỏi các thảm họa trong tương lai

Giáo sư Ashutosh Goel tại Đại học Rutgers, cùng với các sinh viên của mình đã đưa ra một cách thức rẻ tiền và đơn giản để cố định chất thải hạt nhân, đặc biệt là các i-ốt phóng xạ.

Các chất thải phóng xạ - được gọi là i-ốt 129 – là một sản phẩm phụ của một hệ thống ngăn chặn rò rỉ dự kiến sẽ được sử dụng ở khu vực Hanford vào năm 2022. Là một phần của hệ thống này, chất thải hạt nhân sẽ được trộn với bo và silic rồi xử lý ở nhiệt độ rất cao để biến nó thành thủy tinh. Theo Goel “thủy tinh là một chất liệu hoàn hảo để cố định các chất thải phóng xạ và có độ bền hóa học tuyệt vời”.

Thật không may, nhiệt độ cao làm phát ra chất khí phóng xạ i-ốt 129. Mặc dù i-ốt 129 có thể được giữ lại trong một bộ lọc đặc biệt, nhưng chưa ai tìm được một cách hiệu quả để ngăn chặn nó.

Việc ngăn chặn này rất quan trọng, vì i-ốt phóng xạ phân rã rất chậm và sẽ tồn tại trong môi trường hàng triệu năm. Nó làm tăng nguy cơ ung thư tuyến giáp ở người. Bởi vì chất này phân tán dễ dàng qua không khí và nước, một số nước như Anh và Pháp đã vứt bỏ nó bằng cách đổ vào đại dương.

Giáo sư Goel cho biết “cuối cùng chất này sẽ đi vào trong cá, trong các loài thủy sản và sẽ từ từ gia nhập vào chuỗi thức ăn”. Ông đã đưa ra 1 phương pháp để giữ các chất khí phóng xạ mà không dùng đến nhiệt độ cao hoặc các vách niêm phong chân không.

Ông cho biết đã phát triển một công nghệ sử dụng ở nhiệt độ phòng. Đơn giản là trộn các hóa chất theo đúng một thứ tự nhất định trong nước.

Chất khí phóng xạ i-ốt 129 được giữ lại trong máy lọc và sau đó được trộn với các hóa chất khác theo một thứ tự nhất định và biến thành gốm.

Với nghiên cứu đột phá này, Goel và nhóm của ông đã giành được giải nhì cho Giải thưởng Sáng tạo về Nghiên cứu chu trình nhiên liệu năm 2016 do Bộ năng lượng Hoa Kỳ tài trợ.

I-ốt 129 được tìm thấy chủ yếu trong các chất thải phóng xạ “hoạt động thấp”, và 90% chất thải hạt nhân ở khu Hanford là các chất thải hoạt động thấp, vì thế phương pháp mới này có tác động rất lớn.

Nghiên cứu này thậm chí có thể sẽ giúp đưa tới các cách an toàn để loại bỏ các nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng có độ phóng xạ cao. Goel cho rằng “nếu chúng ta biết được thành phần hóa học của các chất thải hạt nhân, chắc chắn chúng ta có thể xử lý nó”

Anh Thư (Tổng hợp Seeker, Sciencedaily)