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研究人員是研究核廢料儲(chǔ)存的完美納米科學(xué)工具

2019-12-13 10:27:20 ? 來(lái)源：

圭爾夫大學(xué)研究人員的一項(xiàng)新研究可能會(huì)帶來(lái)安全后果，即安全的核廢料存儲(chǔ)，新的氫氣產(chǎn)生和存儲(chǔ)方式以及捕獲和再利用溫室氣體的技術(shù)。

該研究的主要作者和化學(xué)教授Khashayar Ghandi說(shuō)，該研究最近發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上，涉及有史以來(lái)首次使用反物質(zhì)研究與核反應(yīng)堆潛在長(zhǎng)期儲(chǔ)存廢物有關(guān)的過(guò)程。

該研究最終可能有助于設(shè)計(jì)用于永久存儲(chǔ)放射性廢物(包括來(lái)自安大略省核電廠(chǎng)的廢物)的更安全的地下金庫(kù)。這些設(shè)施產(chǎn)生了該省幾乎三分之二的能源需求。

甘迪說(shuō)：“核能提供了清潔的電力來(lái)源。但是，有必要處理來(lái)自發(fā)電反應(yīng)堆的核廢料。”

目前，用過(guò)的核燃料束(仍具有高放射性)被保存在臨時(shí)存儲(chǔ)的金庫(kù)中。

長(zhǎng)期而言，專(zhuān)家的目標(biāo)是利用深層的地質(zhì)資源永久性地埋藏材料。燃料容器被埋在地下數(shù)百米的巖層中，將被放置在經(jīng)過(guò)工程設(shè)計(jì)的天然屏障中，例如粘土，以保護(hù)人和環(huán)境免受輻射。

核廢料的放射性恢復(fù)到地下天然鈾的水平大約需要100,000年。Ghandi說(shuō)：“了解此類(lèi)存儲(chǔ)系統(tǒng)的最安全條件非常重要。”

他和他的學(xué)生與法國(guó)替代能源和原子能委員會(huì)的合作者一起工作。核反應(yīng)堆提供了法國(guó)超過(guò)75%的電力需求。

研究小組以小于納米(百萬(wàn)分之一毫米)的尺度研究了材料的輻射化學(xué)和電子結(jié)構(gòu)。

他們?cè)谒腉 of G實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了超薄層粘土樣品。該小組在溫哥華的TRIUMF粒子加速器上工作，用稱(chēng)為正μ子的反物質(zhì)亞原子粒子轟擊了樣品。

他說(shuō)，基于在加速器上的首次測(cè)量，該團(tuán)隊(duì)的系統(tǒng)是一種行之有效的工具，可以對(duì)用于存儲(chǔ)核廢料的材料進(jìn)行輻射研究。這對(duì)加拿大很重要，加拿大核工業(yè)正尋求在本世紀(jì)中葉之前建立其第一個(gè)地質(zhì)處置庫(kù)。

“該系統(tǒng)現(xiàn)在可以與其他測(cè)量一起應(yīng)用，以確定并幫助潛在地設(shè)計(jì)用于核廢料管理的容器和屏障的最佳材料。”

甘迪說(shuō)，這項(xiàng)研究還顯示出了有趣的粘土特性，這些特性可能使其在其他行業(yè)中有用。粘土可以用作將化學(xué)物質(zhì)從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式的催化劑，這對(duì)從石油生產(chǎn)各種產(chǎn)品的石化公司而言是一個(gè)好處。其他行業(yè)可能會(huì)使用粘土來(lái)捕獲二氧化碳等全球變暖氣體，并使用這些氣體制造新產(chǎn)品。

粘土也可以與其他化合物結(jié)合使用，以幫助儲(chǔ)存氫作為清潔能源。

Ghandi說(shuō)，在所有情況下，研究小組的發(fā)現(xiàn)為在受限環(huán)境中研究亞納米材料和化學(xué)過(guò)程提供了新途徑。

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