Czysta energia jądrowa

Data dodania: czwartek, 2006.08.24, autor: gazeta.pl

Magazynowanie i transport tego, co pozostało po produkcji energii z atomu, uważane jest za największą wadę energetyki jądrowej. Średniej wielkości elektrownia jądrowa o mocy 1 GW zużywa w ciągu roku 24 tony tlenku uranu. Z tego pozostaje 750 kg odpadów, które trzeba gdzieś składować. Niemieccy naukowcy twierdzą, że znaleźli sposób rozwiązania tego problemu.

Szef grupy badaczy profesor Claus Rolfs na pomysł skracania półokresu rozpadu niektórych pierwiastków wpadł trochę przez przypadek. Rolfs jest astrofizykiem i badał reakcje fuzji jądrowej we wnętrzu gwiazd. Swoje eksperymenty, w których rozpędzonymi protonami (tzw. pociskami) bombardował jądra atomowe (tzw. tarcze), prowadził w małym akceleratorze cząstek. Zauważył, że reakcje fuzji pomiędzy przyspieszonymi cząstkami a jądrami zachodzą częściej, gdy te drugie otoczone są warstwą metalu.

Jak wytłumaczyć to zjawisko? Wiadomo, że ładunki elektryczne tego samego znaku (jednoimienne) się odpychają, z kolei różnoimienne przyciągają. W metalu elektrony nie są \"przypisane\" do żadnego konkretnego jądra atomowego. Są wolne i dlatego mogą przewodzić prąd elektryczny (stąd metale są przewodnikami). Jądro lekkiego pierwiastka pozbawione w akceleratorze swoich elektronów miało ładunek elektryczny dodatni i przyciągało wolne elektrony z metalicznego otoczenia. Ujemny ładunek elektryczny tych elektronów przyciągał z kolei rozpędzone w akceleratorze i naładowane dodatnio protony. Tym samym częściej dochodziło do kolizji i fuzji pomiędzy cząstką-pociskiem i jądrem-tarczą.

- Najdłużej spośród wszystkich produktów reakcji rozszczepienia żyją ciężkie izotopy alfa promieniotwórcze - mówi Maciej Jurkowski, dyrektor departamentu bezpieczeństwa jądrowego w Państwowej Agencji Atomistyki. Rozpad alfa polega na wyrzuceniu z radioaktywnego jądra dodatnio naładowanej cząstki, która jest zlepkiem dwóch protonów i dwóch neutronów. Umieszczenie w pobliżu takiego niestabilnego jądra czegoś naładowanego ujemnie - np. metalu z chmurą swobodnych elektronów - powinno spowodować szybsze wyrwanie cząstki alfa na zewnątrz. Tym samym półokres rozpadu izotopów alfa powinien ulec skróceniu.

I tak jest rzeczywiście. Pomysł został już wstępnie przetestowany na alfa promieniotwórczym izotopie polonu-210. Teraz metoda skracania półokresu rozpadu ma zostać sprawdzona na izotopie radu-226. Ten pierwiastek występuje w wypalonym paliwie jądrowym, a jego półokres rozpadu wynosi 1,6 tys. lat. Profesor Claus Rolfs twierdzi, że jest w stanie zredukować ten okres do zaledwie jednego roku - to w wersji optymistycznej - a maksymalnie do stu lat.

- Jeżeli to, co obiecują naukowcy z Bochum, jest prawdą, mielibyśmy do czynienia z przełomem w dziedzinie postępowania z odpadami jądrowymi - mówi Maciej Jurkowski.

Rolfs twierdzi, że półokres rozpadu innych niebezpiecznych izotopów alfa promieniotwórczych uda się skrócić tak samo drastycznie jak radu-226. - To oznacza, że nie będziemy zostawiali do rozwiązania problemu wypalonego paliwa naszym prapraprawnukom, tylko rozwiążemy go sami - uważa profesor Rolfs.