Oamenii de știință dezvoltă un accelerator care ar putea reduce durata de viață a deșeurilor nucleare cu 99% De Alex Kimani - 23 Februarie 2026, 19:00 CST
Oamenii de știință americani dezvoltă o inovație care ar putea reduce timpul de stocare a deșeurilor nucleare cu 99,7%, transmutând materialele radioactive cu viață lungă în izotopi cu viață mai scurtă.
Proiectul Jefferson Lab, finanțat în cadrul programului NEWTON de 8,17 milioane de dolari, avansează o nouă tehnologie de accelerare supraconductoare, deși rămâne în faza de cercetare și la ani distanță de implementarea la scară largă.
Între timp, țări precum Finlanda și Suedia avansează cu depozite geologice adânci, deoarece capacitatea de energie nucleară se preconizează că se va dubla la nivel global până în 2050.
De zeci de ani, energia nucleară a fost considerată oaia neagră a universului energetic, datorită dezavantajelor precum costurile ridicate, riscul de fugă termică care duce la accidente catastrofale, precum și subprodusele periculoase ale centralelor nucleare. Deșeurile nucleare sunt notorii pentru faptul că pot rămâne periculoase din punct de vedere radioactiv timp de multe mii de ani.
În prezent, există mii de tone metrice de combustibil solid uzat de la centralele nucleare din întreaga lume și milioane de litri de deșeuri lichide radioactive de la producția de arme, aflate în containere de stocare temporară.
Din fericire, lumea a ajuns mai aproape de a găsi o soluție permanentă la amenințarea sa nucleară: oamenii de știință de la Facilitatea Națională de Accelerator Thomas Jefferson (Jefferson Lab) a Departamentului de Energie al SUA dezvoltă în prezent un sistem de antrenare a acceleratorului (ADS) conceput pentru a transmuta deșeurile nucleare cu viață lungă în izotopi cu viață mai scurtă, reducând potențial timpul de stocare necesar pentru deșeurile nucleare cu 99,7%.
Acceleratorul de particule Jefferson Lab folosește fascicule de protoni de înaltă energie pentru a lovi o țintă de metal greu (cum ar fi mercurul lichid), declanșând spallation pentru a crea neutroni. Acești neutroni bombardează apoi deșeurile nucleare (actiniți minori și produse de fisiune cu viață lungă), "arzându-le" și transformându-le în elemente mai stabile sau cu viață mai scurtă. Reacțiile de fisiune declanșate de acest proces generează căldură, care poate fi transformată în electricitate fără carbon. Acest proces poate reduce timpul necesar de izolare pentru deșeurile nucleare de la aproximativ 100.000 de ani la doar 300 de ani.
Legate de: Sfârșitul puterii de sarcină de bază așa cum o știm
Proiectul Jefferson Lab este finanțat programul NEWTON (Nuclear Energy Waste Transmutation Optimized Now) de 8,17 milioane de dolari, care vizează dezvoltarea unor cavități cu radiofrecvență supraconductoare (SRF) extrem de eficiente, proiectând în mod specific cavități de niobiu-staniu pentru aceste acceleratoare liniare de protoni de mare putere.
Acceleratoarele de particule tradiționale se bazează pe sisteme de răcire criogenică costisitoare pentru a atinge temperaturi supraconductoare. Jefferson Lab avansează o tehnologie de accelerare a particulelor rentabilă, acoperind cavitățile de niobiu pur cu un strat subțire de staniu, formând un superconductor intermetalic de înaltă performanță Niobiu-Staniu care poate fi utilizat pentru a genera câmpuri magnetice puternice. Această inovație permite cavităților să atingă stări supraconductoare la o temperatură mai mare de 18 Kelvin.
Acestea fiind spuse, proiectul Jefferson Lab este încă în faza de cercetare și optimizare.
Înapoi în 2024, Finlanda a dezvăluit Onkalo, primul depozit geologic adânc permanent din lume pentru deșeuri nucleare de înaltă activitate. Situat pe insula Olkiluoto și situat la peste 400 de metri adâncime în rocă stabilă, Onkalo utilizează sisteme KBS-3 cu bariere multiple care izolează combustibilul uzat timp de 100.000 de ani. Metoda KBS-3 implică plasarea combustibilului uzat în canistre de cupru, care sunt apoi plasate în tuneluri, înconjurate de argilă de bentonită și sigilate în rocă pentru a preveni scurgerile de radiații. Proiectul, operat de Posiva, este în curs de dezvoltare de peste 25 de ani. Onkalo este considerat o descoperire majoră în sustenabilitatea energiei nucleare.
Dar Finlanda nu este singura. În octombrie anul trecut, Suedia a început construcția unui depozit de deșeuri nucleare de adâncime similar cu Onkalo din Finlanda. Aproximativ o duzină de țări europene plănuiesc, de asemenea, depozite geologice adânci pentru deșeurile lor nucleare.
Aici, în SUA, oficialii guvernamentali au propus stocarea deșeurilor nucleare ale țării într-un depozit sub Yucca Mountain din Nevada, la aproximativ 300 m sub nivelul solului și la 300 m deasupra pânzei freatice. Cu toate acestea, această idee a intrat și a ieșit din grații odată cu schimbările de președinție.
Deocamdată, deșeurile nucleare se acumulează pur și simplu mai ales acolo unde sunt generate - la centralele electrice și la instalațiile de procesare, unele fiind în depozit temporar din anii 1940. Numai în Hanford, mai mult de 200 de milioane de litri de deșeuri lichide radioactive - un amestec de lichid, sediment și nămol - au stat în rezervoare așteptând să fie prelucrate. Evident, stocarea acestui tip de deșeuri lichide de nivel înalt pe termen nelimitat nu este deloc sustenabilă.
Provocarea de a manipula în siguranță deșeurile nucleare va rămâne probabil în fruntea sectorului energetic global, chiar dacă energia nucleară se bucură de o renaștere. Capacitatea nucleară globală se preconizează că se va dubla la peste 1.000 GW(e) până în 2050, condusă de obiectivele de decarbonizare, creșterea cererii de energie electrică, în primul rând de la centrele de date AI, și urmărirea securității energetice. Se așteaptă ca jumătate din toată extinderea capacității globale până în 2050 să provină din China, flota sa nucleară fiind pe cale să depășească SUA ca cea mai mare din lume până în 2030. China construiește peste 30 de reactoare noi, reprezentând aproape o treime din construcția de centrale nucleare în curs de desfășurare din lume. China investește masiv atât în reactoare Gen III/IV la scară largă, cât și în reactoare modulare mici (SMRS), urmărind o modernizare rapidă. Dar China nu este singura: aproximativ 50 de țări, inclusiv Egipt, Bangladesh și Turcia, explorează sau plănuiesc acum programe nucleare, care ar putea adăuga ~160 GWe până în 2050.
De Alex Kimani pentru Oilprice.com