研究之后发现锆石并不能安全封存核废料
时间: 2024-08-20 01:07:20 | 作者: 产品中心
网站2007年1月10日报道，科学家曾经认为锆石材料可以安全封存核废料几十万年之久，但新的研究之后发现这样一种材料也许并不能胜任这项工作。
目前，通过把高放射性核废料与液态硼硅酸盐玻璃合成在一起并使这种混合物凝固起来，核废料将被固化为“玻璃状物体”。这种解决方法将使核废料变得更安全，因为它可以延迟放射性材料的泄漏。因此科研人员一直在重视着“可以使核废料固定”的其它可靠材料。有人认为，锆石（硅酸锆，ZrSiO4）一类的矿物已经把天然放射性物质铀和钍封存在地壳里达44亿年以上，并使得这些放射性物质在地震和火山喷发过程中存下来。因此科研人员做出这样一种推论：锆石或与之类似的合成陶瓷可以把核废料封存在它们的晶体结构中至少24.1万年，而钚-239在经历了这么长的时间后将变得相当安全。
现在，一项研究表明这是不太可能的。事实上，当钚发生放射性衰变时，它释放出的α粒子将敲击锆石里的原子并使这些原子的位置发生改变，而锆石原子发生移位的速度比最初预计的要快。这将削弱锆石固定核废料的能力（参见《自然》杂志第445期第190页）。
剑桥大学的伊恩·法南及其同事正在太平洋西北国家实验室（华盛顿州里奇兰德市）从事这项研究，他们给锆石添加钚并利用核磁共振分析法来辨别锆石的晶体结构和锆石中已出现漏缝或已遭破坏的结构。科研人员发现，遭破坏的锆石原子数量比计算机模拟所估计的数量多5倍。据他们推断，仅仅210年后，封存在锆石里的放射性钚便将开始发生泄漏，而锆石的晶体结构将在1400年后完全消失。
澳大利亚、俄罗斯和美国正考虑利用与锆石类似的陶瓷来封存核废料，这项研究结果可能将使他们大失所望。然而，法南认为仍有可能开发出晶体结构不会受到破坏的合成陶瓷。他说，“我们已展示出了一种方法，将来，这种方法将使我们对存储核废料更具信心。”
