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解决核废料回收问题 俄科学家已接近目标

新闻来源:透视俄罗斯  作者:  发布时间:2016-05-18   点击数:
  •     《透视俄罗斯》消息,大部分放射性物质在自然界中需要几十年甚至几百年才会完成衰变。然而,俄罗斯科学院普罗霍罗夫普通物理研究所的研究团队找到了一种将其在一小时内变成安全的中性物质的方法。科学家们相信,利用这一新方法,可以清理福岛核电站的废水。

      根据国际原子能机构今年7月发表的《2015年核技术评论》(Nuclear Technology Review 2015)的资料,到2014年底,全球累积的不同活性程度的核废料已超过6800万立方米。与此同时,很多放射性物质需要非常长的时间才能衰变至安全程度。

      不久前,由格奥尔吉·沙菲耶夫(Georgy Shafeev)领导的俄罗斯科学院普罗霍罗夫普通物理研究所研究团队宣布,他们已非常接近解决核废料的回收问题。原来,某些放射性元素在特殊溶液中经激光诱导可轻松地快速转变成中性物质。

      偶然获得的进展

      这一研究成果是在激光诱导产生纳米颗粒的实验中偶然发现的。简单地说,就是将纳米粒子从放置在水溶液里的金属中击打出来。科学家们在实验过程中尝试了不同的金属和溶液组合。莎菲耶夫和同事们将金放入放射性元素钍232的溶液中后发现,随着纳米粒子的释放,钍发生了嬗变并失去了放射性。铀238也有同样现象。因福岛核事故而闻名的铯137在自然界中的衰变时间为30年,但在上述条件下仅用一小时就能变成中性的钡金属。

      普罗霍罗夫普通物理研究所非平衡态宏观动力学实验室主任格奥尔吉·莎菲耶夫对《透视俄罗斯》记者介绍说:“无论我们还是核物理工作者,目前都不能对这种现象给出科学的解释。很可能,我们将溶液放在类似条件下时,改变了其原子核的外围环境,即核外电子云的状态。” 要加速放射性物质的衰变,就必须在溶液中放入某种难溶金属,如金、银、钛。莎菲耶夫说:“物质的衰变速度取决于其核子的化学环境,即核外电子。显然,由于纳米粒子能局部放大激光的电磁场,我们就此改变了原子的电子排列。”

      从理论到实践

      目前,莎菲耶夫的团队正在等待联合核研究所对其研究成果的检验。为了进行试验,同事们要向物理实验室运去一台使用高纯度锗的敏感伽马能谱仪,它能帮助科学家们实时观察实验过程。检测实验将使用铯137为材料。

      联合核研究所实验室的高级研究员萨尔基斯·卡拉米扬(Sarkis Karamyan)说: “必须亲眼看到这个过程才能寻求解释。我在实验核物理领域已经有50多年的工作经验,很难相信原子核能在激光辐射或特殊化学环境的作用下发生极为强烈的加速衰减。”

      研究人员目前已在考虑这一发明未来的具体应用了。尽管利用这一方法恐怕很难中和陆地上的核辐射,比如切尔诺贝利,因为激光在土壤中的穿透能力以毫米计,但该方法在水中却大有用武之地。“当然,可以把土壤收集起来,然后进行过滤”,莎菲耶夫说,“但我们的发明处理溶液更方便。”





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