Stoccaggio sicuro delle scorie nucleari, nuovi modi di generare e immagazzinare idrogeno, e le tecnologie per catturare e riutilizzare i gas serra sono tutte potenziali conseguenze di un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università di Guelph.

Pubblicato di recente in Rapporti scientifici , lo studio ha riguardato il primo utilizzo in assoluto dell'antimateria per studiare i processi connessi al potenziale stoccaggio a lungo termine dei rifiuti dei reattori nucleari, dice l'autore principale e professore di chimica Khashayar Ghandi.

La ricerca potrebbe in definitiva aiutare nella progettazione di caveau sotterranee più sicure per lo stoccaggio permanente di scorie radioattive, compresi i rifiuti delle centrali nucleari dell'Ontario. Tali impianti producono quasi i due terzi del fabbisogno energetico della provincia.

"L'energia nucleare fornisce una fonte pulita di elettricità. Tuttavia, è necessario affrontare le scorie nucleari dei reattori che generano elettricità, "disse Gandhi.

Attualmente, i fasci di combustibile nucleare usati, ancora altamente radioattivi, sono conservati in caveau in depositi temporanei.

Lungo termine, gli esperti mirano a utilizzare depositi geologici profondi per seppellire in modo permanente il materiale. Sepolto in formazioni rocciose a centinaia di metri sotto terra, i contenitori del carburante sarebbero tenuti in barriere ingegnerizzate e naturali come le argille per proteggere le persone e l'ambiente dalle radiazioni.

Ci vogliono quasi 100, 000 anni affinché la radioattività delle scorie nucleari ritorni al livello di uranio naturale nel terreno. "È importante comprendere le condizioni più sicure per tali sistemi di stoccaggio, "disse Gandhi.

Lui ei suoi studenti hanno lavorato con i collaboratori della Commissione francese per le energie alternative e l'energia atomica. I reattori nucleari forniscono oltre il 75% del fabbisogno energetico della Francia.

Il team ha studiato la chimica delle radiazioni e la struttura elettronica dei materiali su scale inferiori ai nanometri, o milionesimi di millimetri.

Hanno preparato campioni di argilla in strati ultrasottili nel suo laboratorio U of G. Lavorando all'acceleratore di particelle TRIUMF a Vancouver, il team ha bombardato i campioni con particelle subatomiche di antimateria chiamate muoni positivi.

Sulla base di queste prime misurazioni all'acceleratore, Egli ha detto, il sistema del team è uno strumento collaudato che consentirà studi sulle radiazioni del materiale da utilizzare per immagazzinare le scorie nucleari. Questo è importante per il Canada, dove l'industria nucleare sta cercando di costruire il suo primo deposito geologico entro la metà del secolo.

"Questo sistema può ora essere applicato insieme ad altre misurazioni per determinare e aiutare a progettare potenzialmente il miglior materiale per contenitori e barriere nella gestione dei rifiuti nucleari".

Ghandi ha affermato che lo studio ha anche mostrato proprietà intriganti delle argille che potrebbero renderle utili in altri settori. Le argille possono fungere da catalizzatori per cambiare le sostanze chimiche da una forma all'altra, un vantaggio per le aziende petrolchimiche che producono vari prodotti dal petrolio. Altre industrie potrebbero utilizzare le argille per catturare i gas del riscaldamento globale come l'anidride carbonica e utilizzare quei gas per realizzare nuovi prodotti.

Le argille potrebbero anche essere combinate con altri composti per aiutare a immagazzinare l'idrogeno come fonte di energia pulita.

In tutti i casi, Ghandi ha detto, i risultati del team di ricerca forniscono un nuovo modo per studiare materiali sub-nano e processi chimici in ambienti confinati.