El almacenamiento seguro de desechos nucleares, las nuevas formas de generar y almacenar hidrógeno y las tecnologías para capturar y reutilizar los gases de efecto invernadero son posibles derivaciones de un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Guelph.
Publicado recientemente en Informes científicos de la naturaleza , el estudio involucró el primer uso de antimateria para investigar procesos relacionados con el almacenamiento potencial a largo plazo de desechos de reactores nucleares, dice el autor principal y profesor de química Khashayar Ghandi.
En última instancia, la investigación puede ayudar a diseñar bóvedas subterráneas más seguras para el almacenamiento permanente de desechos radiactivos, incluidos los desechos de las centrales nucleares de Ontario. Esas instalaciones producen casi dos tercios de las necesidades energéticas de la provincia.
"La energía nuclear proporciona una fuente limpia de electricidad. Sin embargo, es necesario lidiar con los desechos nucleares de los reactores que generan electricidad", dijo Ghandi.
Actualmente, los paquetes de combustible nuclear usado, aún altamente radioactivos, se mantienen en bóvedas en almacenamiento temporal.
A largo plazo, los expertos apuntan a utilizar depósitos geológicos profundos para enterrar permanentemente el material. Enterrados en formaciones rocosas a cientos de metros bajo tierra, los contenedores de combustible se mantendrían en barreras artificiales y naturales, como arcillas para proteger a las personas y el medio ambiente de la radiación.
La radioactividad de los desechos nucleares tarda casi 100.000 años en volver al nivel de uranio natural en el suelo. "Es importante comprender las condiciones más seguras para tales sistemas de almacenamiento", dijo Ghandi.
Él y sus alumnos trabajaron con colaboradores en la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica. Los reactores nucleares proporcionan más del 75 por ciento de las necesidades de energía de Francia.
El equipo estudió la química de la radiación y la estructura electrónica de materiales a escalas más pequeñas que nanómetros, o millonésimas de milímetros.
Prepararon muestras de arcilla en capas ultrafinas en su laboratorio U of G. Trabajando en el acelerador de partículas TRIUMF en Vancouver, el equipo bombardeó las muestras con partículas subatómicas antimateria llamadas muones positivos.
Según estas primeras mediciones en el acelerador, dijo, el sistema del equipo es una herramienta probada que permitirá los estudios de radiación del material que se utilizará para almacenar desechos nucleares. Eso es importante para Canadá, donde la industria nuclear está buscandoconstruir su primer repositorio geológico a mediados de siglo.
"Este sistema ahora se puede aplicar junto con otras mediciones para determinar y ayudar a diseñar potencialmente el mejor material para contenedores y barreras en la gestión de residuos nucleares"
Ghandi dijo que el estudio también mostró propiedades intrigantes de las arcillas que pueden hacerlas útiles en otras industrias. Las arcillas pueden servir como catalizadores para cambiar los químicos de una forma a otra, un beneficio para las compañías petroquímicas que fabrican varios productos del petróleo. Otras industrias podríanuse arcillas para capturar gases de calentamiento global como el dióxido de carbono y use esos gases para hacer nuevos productos.
Las arcillas también se pueden combinar con otros compuestos para ayudar a almacenar hidrógeno como fuente de energía limpia.
En todos los casos, dijo Ghandi, los hallazgos del equipo de investigación proporcionan una nueva forma de estudiar materiales sub-nano y procesos químicos en entornos confinados.
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Materiales proporcionado por Universidad de Guelph . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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