Πυρηνικός σταθμός
Πυρηνικός σταθμός
Πυρηνικός σταθμόςΠηγή Εικόνας: ΑΠΕ-ΜΠΕ

Οι επιστήμονες σχεδιάζουν να μετατρέψουν τα πυρηνικά απόβλητα σε χρυσό σπάνιων γαιών και στρατηγικά περιουσιακά στοιχεία

Από τα smartphones έως τις μαγνητικές τομογραφίες οι σπάνιες γαίες είναι κρίσιμα, όσο και σπάνια μεταλλεύματα που χρειάζονται στον σύγχρονο τρόπο ζωής για να λειτουργήσει και να αναπτυχθεί. Με τη στήριξη της ΕΕ και την οικονομική ενίσχυση ύψους 2,3 εκατ. ευρώ επιστήμονες από 4 χώρες ενώνουν τις δυνάμεις τους σε μία καινοτόμα προσπάθεια για τον επαναπροσδιορισμό της διαχείρισης των πυρηνικών αποβλήτων στην Ευρωπαϊκή Ένωση.

Το έργο «MaLaR – Novel 2D-3D Materials for Lanthanide Recovery from Nuclear Waste» θα χρησιμοποιήσει νέες τεχνικές διαχωρισμού για τη διερεύνηση της ανακυκλωσιμότητας των πυρηνικών αποβλήτων. Τα επόμενα 3 χρόνια επιστήμονες από τη Γερμανία, τη Γαλλία, τη Σουηδία και τη Ρουμανία, στοχεύουν να επιτύχουν τη μετατροπή των πυρηνικών αποβλήτων σε πολύτιμες πρώτες ύλες.

Ξαναζωντανεύοντας τα πυρηνικά απόβλητα

Η καθηγήτρια Kristina Kvashnina και η ομάδα της στο Helmholtz-Zentrum-Dresden-Rossendorf (HZDR) αμφισβητούν τη συμβατική πεποίθηση ότι τα πυρηνικά απόβλητα είναι ένα τελικό προϊόν με περιορισμένες επιλογές.

Με την υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Ένωσης, το σχέδιό τους επιδιώκει να συλλέξει από τα βάθη των πυρηνικών αποβλήτων, λανθανίδια, ζωτικής σημασίας συστατικά για ένα μεγάλο εύρος προϊόντων από μπαταρίες έως ιατρικό εξοπλισμό.

«Στόχος μας είναι να κατασκευάσουμε ένα πρωτοποριακό υλικό που αρχικά απομονώνει μεμονωμένα στοιχεία από συνθετικά μείγματα. Αν και ξεκινάμε με μικρά βήματα, σκοπός μας είναι το πρωτοποριακό αυτό υλικό να διατεθεί για τεράστιες εφαρμογές σύντομα», εξηγεί η καθηγήτρια Kvashnina, σύμφωνα με το Interesting Engineering. Το έργο αυτό υπόσχεται μια ριζική αλλαγή στη διαχείριση των πυρηνικών αποβλήτων με την ανακύκλωση των μόνιμα αποθηκευμένων ραδιενεργών υλικών.

Εξασφάλιση στρατηγικού πλεονεκτήματος μέσω της ανακύκλωσης

Τα λανθανίδια αποτελούν μια κρίσιμη ομάδα χημικών στοιχείων, που καταλαμβάνουν τις θέσεις 58 έως 71 του σύγχρονου περιοδικού πίνακα και περιλαμβάνουν αρκετά σπάνια γήινα στοιχεία. Τα στοιχεία αυτά χρησιμοποιούνται ευρέως στις σύγχρονες τεχνολογίες και βρίσκονται στα πάντα, από τις οθόνες των smartphone και τις μπαταρίες των ηλεκτρικών οχημάτων μέχρι τα σκιαγραφικά της μαγνητικής τομογραφίας και τους ισχυρούς μαγνήτες. Παρά την εκτεταμένη χρήση τους και τον απαραίτητο ρόλο τους σε διάφορες τεχνολογίες, τα λανθανίδια είναι σπάνια και προέρχονται κυρίως από την Κίνα, δημιουργώντας ένα στρατηγικό τρωτό σημείο στις παγκόσμιες αλυσίδες εφοδιασμού.

Η καθηγήτρια Kristina Kvashnina, συντονίστρια του έργου και κορυφαία φυσικός στο Ινστιτούτο Οικολογίας Πόρων του HZDR, διατυπώνει τη στρατηγική αναγκαιότητα πίσω από την καινοτόμο προσέγγισή τους: «Με την ανακύκλωση λανθανιδίων από πυρηνικά απόβλητα, στοχεύουμε όχι μόνο στην εξασφάλιση μιας βιώσιμης πηγής αυτών των πολύτιμων υλικών αλλά και στη μείωση της εξάρτησης από εξωτερικούς προμηθευτές» σημειώνει. Η Kvashnina, η οποία είναι επίσης καθηγήτρια στο Université Grenoble Alpes στη Γαλλία, υπογραμμίζει τα οφέλη αυτής της πρωτοβουλίας, η οποία ενισχύει την αποδοτικότητα των πόρων, συμβάλλοντας παράλληλα στην περιβαλλοντική βιωσιμότητα.

Το έργο MaLaR ευθυγραμμίζεται με τους ευρύτερους ευρωπαϊκούς στόχους της ανεξαρτησίας των πόρων και της βιωσιμότητας.

Ανάκτηση πόρων

Η καθηγήτρια Kvashnina θα επιβλέπει κρίσιμα πειράματα στη γραμμή δέσμης Rossendorf (ROBL) του HZDR στο Ευρωπαϊκό Σύγχροτρον (ESRF) στη Γκρενόμπλ. Τα νέα υλικά θα υποβάλλονται σε αυστηρές δοκιμές με τη χρήση ισχυρών ακτίνων Χ για την αξιολόγηση των χημικών τους ιδιοτήτων.

Το έργο αξιοποιεί μια σειρά από τεχνογνωσία των εταίρων του, συνδυάζοντας προηγμένη ανάπτυξη 2D/3D υλικών, τη φυσική των ραδιενεργών στοιχείων και πρωτοποριακές in situ μεθόδους για την ανάλυση μικροσκοπικών συγκεντρώσεων λανθανιδίων σε ραδιενεργά περιβάλλοντα.

Αυτή η διεπιστημονική προσέγγιση ενισχύει την καινοτόμα ικανότητα του έργου και καθιστά πιθανό να παραδώσει πρακτικές, έτοιμες για την αγορά λύσεις που θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν τα βιομηχανικά πρότυπα σε παγκόσμιο επίπεδο.

Οι μέθοδοι διαχωρισμού που αναπτύσσονται στο πλαίσιο του έργου MaLaR υπόσχονται να αλλάξουν ριζικά τον τρόπο ανάκτησης των πρώτων υλών και τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούμε με τα ραδιενεργά απόβλητα.