على غرار النباتات آكلة اللحوم، هناك مادة مبتكرة، تم تطويرها في جامعة نورث وسترن، تلتقط بشكل دائم الفريسة المرغوبة فقط - أيون السيزيوم المشع، وليس أيونات أخرى غير ضارة، مثل الصوديوم.
على غرار النباتات آكلة اللحوم، هناك مادة مبتكرة، تم تطويرها في جامعة نورث وسترن، تلتقط بشكل دائم الفريسة المرغوبة فقط - أيون السيزيوم المشع، وليس أيونات أخرى غير ضارة، مثل الصوديوم.
المادة الاصطناعية، التي تتكون من طبقات من مركب الغاليوم والكبريت والأنتيمون، انتقائية للغاية. ووجد الباحثون أنها فعالة للغاية في إزالة مادة السيزيوم -الموجودة في النفايات النووية والمشكله في التنظيف- من محلول مركز من أيونات الصوديوم (كان المحلول يحتوي على تركيزات مماثلة لتلك الموجودة في النفايات النووية السائلة الفعلية).
في الواقع، السيزيوم نفسه هو المسؤول عن التغيير الهيكلي في المادة، التغيير الذي يجعلها تفتح الثقوب، أو النوافذ، وتلتقط أيونات السيزيوم من خلالها. وتمكنت المادة الجديدة من إزالة مائة بالمائة من كمية أيونات السيزيوم في المحلول الذي تم اختباره مع تجنب احتجاز أيونات الصوديوم تمامًا. ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية Nature Chemistry.
وأوضح الباحثون: "من الناحية المثالية، نود تركيز المواد المشعة بشكل منفصل ومعالجتها بشكل صحيح والتخلص من المياه غير المشعة". "هذه العائلة الجديدة من المواد، التي تستخدم الآلية التي تستخدمها النباتات الحشرية، يمكن أن تؤدي إلى تقدم كبير في إعادة تدوير النفايات النووية."
إن الحصول على السيزيوم حصريًا من كميات كبيرة من النفايات النووية السائلة يشبه العثور على إبرة في كومة قش. يوجد في النفايات تركيز أعلى للصوديوم مقارنة بالسيزيوم، بنسبة أعلى من ألف إلى واحد. وصعوبة تحقيق مثل هذه الانتقائية هي السبب في الوضع الحالي حيث لا يوجد حل جيد لإزالة السيزيوم.
المادة المبتكرة مسامية، وذراتها منظمة في شكل مفتوح وطبقات مع العديد من "النوافذ" التي تساعد في التبادل الأيوني السريع. في البداية، الكاتيونات العضوية موجودة في المادة؛ عندما تتلامس المادة مع السائل، "تترك" الكاتيونات المادة من خلال النوافذ، وتحل محلها أيونات السيزيوم. في النهاية، تحتوي المادة على أيونات السيزيوم فقط ولا تحتوي على أيونات عضوية.
تحدث هذه الآلية لأن المواد "اللينة" تميل إلى التفاعل مع مواد من نفس النوع. أيون السيزيوم ضخم و"لين" وكذلك المادة الجديدة التي تحتوي على المعدن والكبريت. وتنجذب أيونات السيزيوم إلى المادة، وخاصة ذرات الكبريت، فتشكل معها روابط ضعيفة. يتسبب هذا التفاعل في تغيير المادة لبنيتها، وإغلاق نوافذها وبالتالي التقاط أيونات السيزيوم - مثل حشرة عصيرية محاصرة في نبات آكل للحشرات. من ناحية أخرى، لا يمكن لأيونات الصوديوم "المغلفة" في قطرات الماء أن تؤدي إلى هذا التفاعل.
في البداية، قام فريق الباحثين بشكل عام بفحص الهياكل المختلفة للمادة لاختبار نشاطها كمبادل أيوني. يقول الباحث الرئيسي: "عندما رأينا النوافذ تُغلق، كان الأمر مفاجئًا تمامًا". "كنا نتوقع أن نحصل على التبادل الأيوني، ولم نتوقع أن تتفاعل المادة بهذه الطريقة الديناميكية. وهذا دفعنا إلى التركيز على آلية جديدة."
تعليقات 6
هذا سؤال جيد حقا. لماذا لا يمكن تحويل إشعاع النفايات النووية إلى طاقة؟
فلماذا لا نستمر في استخراج الطاقة منه بطريقة ما؟ أليس من الأفضل التركيز في هذا الاتجاه؟
قرأت الآن في TOMSHARDWARE أن هناك أداة جديدة يمكنها شحن الهاتف الخلوي خلال 90 دقيقة من موجات WIFI، فلماذا لا يمكن استخدام الإشعاع الصادر عن المواد المشعة؟
ربما لو وضعوا كل النفايات النووية في العالم في مكان واحد، سيخلق ذلك شيئاً يمكن استخدامه لمواصلة إنتاج الطاقة، أليس كذلك؟
مقالة جميلة، وبحث مثير للاهتمام. دعونا نأمل ألا يمر وقت طويل قبل أن تدخل المادة الجديدة حيز الاستخدام التجاري.
@إسماعيل:
إن مسار العمل هذا لن يسمح لنا باستيطان المنطقة في المستقبل. 🙂
من الأفضل رمي النفايات النووية في غزة..
هل هناك نباتات يمكن أن تأكل الإنسان؟؟
حل جميل لدفن صديق للبيئة....:)
وممكن تعمل 10 سنوات في قبيلة بغزة وتزرعها بغزة