Il nucleare e lo smaltimento delle scorie

Secondi i dati di Nuclear Technology Review 2015, pubblicati a luglio dall’Aiea (Agenzia internazionale per l’energia atomica) dalla fine del 2014 si sarebbero accumulati nel mondo oltre 68 milioni di metri cubi di scorie nucleari a vari livelli di attività, mentre numerose sostanze radioattive impiegano a dissolversi un arco di molti anni.

Di recente un team di ricercatori, coordinato da Georgy Shafeev dell'Istituto di Fisica generale A.M. Prokhorov dell'Accademia delle Scienze (Iofan), ha dichiarato di aver scoperto una soluzione per il completo riciclaggio delle scorie nucleari. Si è infatti scoperto che alcuni elementi radioattivi, se immersi in una soluzione speciale e sottoposti all'effetto del laser, vengono rapidamente e facilmente trasformati in sostanze neutre.

Una scoperta avvenuta per caso

La scoperta è avvenuta per caso durante degli esperimenti di laboratorio per la produzione di nanoparticelle mediante laser. Le particelle fuoriuscivano letteralmente dai metalli collocati nella soluzione d'acqua. I ricercatori avevano eseguito gli esperimenti impiegando sia metalli che soluzioni di varia natura.

Quando Shafeev e i suoi colleghi hanno collocato dell'oro nella soluzione radioattiva di torio 232 hanno scoperto che quest'ultimo in presenza di nanoparticelle cessava di emanare radioattività. Era avvenuta una trasmutazione. Lo stesso effetto si è ripetuto con l'uranio 238. Mentre il cesio 137, tristemente noto per la tragedia di Fukushima, che in natura impiega 30 anni a dissolversi, nelle condizioni create in laboratorio si trasformava in bario neutro nell'arco di un'ora. “Né noi, né i chimici nucleari siamo per ora in grado di dare una spiegazione scientifica a questi fenomeni. È probabile che impiegando questo tipo di soluzione modifichiamo la composizione del nucleo degli atomi della sostanza, lo stato dell’involucro esterno dei suoi elettroni” ha spiegato a Rbth Georgy Shafeev, direttore del laboratorio di macrocinetica degli stati di non equilibrio dello Iofan.

Per accelerare il processo di dissoluzione è necessaria la presenza di qualche metallo refrattario come l’oro, l’argento o il titanio. “La velocità di dissoluzione della sostanza dipende dall’ambiente chimico, dagli elettroni esterni dei suoi atomi. È evidente che modifichiamo la configurazione degli elettroni grazie alla presenza di nanoparticelle in grado di rafforzare localmente il campo elettromagnetico del laser” puntualizza Shafeev.

Dagli esperimenti alla pratica

Ora il team coordinato da Shafeev attende che i risultati vengano verificati dall’Istituto unito per la ricerca nucleare. Per l’esperimento i colleghi porteranno al laboratorio di fisica uno spettrometro gamma al germanio iperpuro molto sensibile mediante il quale potranno osservare il processo in tempo reale. Per la verifica verrà utilizzato del cesio 137.

“Bisogna vedere questo processo con i propri occhi per trovare una spiegazione. Lavorando nel campo della fisica nucleare sperimentale da oltre 50 anni, mi è difficile credere a un’accelerazione iperintensa della disoluzione del nucleo causata dall’azione del raggio del laser o di un particolare ambiente chimico” afferma Sarkis Karamyan, ricercatore del Laboratorio di reazioni chimiche dell’Istituto unito per la ricerca nucleare.

I ricercatori stanno già pensando agli sviluppi concreti  futuri della loro scoperta. Con il suo aiuto è poco probabile che si riesca a eliminare la radioattività dal suolo, per esempio a Chernobyl, dato che la capacità di penetrazione del laser nel terreno si misura in micrometri, ma per quanto riguarda le acque si aprono grandi prospettive.

“Certo si potrebbe raccogliere la terra per poi filtrarla” spiega Shafeev. “Ma nel nostro caso è più semplice lavorare con le soluzioni.  A Fukushima, per esempio, dove dalla piscina della centrale continuano a fuoriuscire cesio e trizio questa scoperta potrebbe risolvere molti problemi”.

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