بزرگنمايي:

سیاست و بازاریابی - زومیت / فناوری تازه‌ای با نام REDUCE می‌کوشد از دل پسماند هسته‌ای آمریکا، سوخت و ایزوتوپ‌های بازیافت‌پذیر با ارزش تریلیون‌ها دلار استخراج کند.
آمریکا سال‌هاست با انبوهی از پسماند هسته‌ای دست‌وپنجه نرم می‌کند که نه دفع آن ساده است و نه بازگرداندنش به چرخه‌ی مصرف. اکنون گروهی از پژوهشگران، با تکیه بر فناوری سانتریفیوژهای پرشتاب، در تلاش‌اند فرایند جداسازی شیمیایی این مواد را از ساعت‌ها به چند ثانیه برسانند؛ رویکردی که می‌تواند هم ارزش اقتصادی پسماندها را نشان دهد و هم حجم انباشته‌شده‌ی آن‌ها را در مقیاس دهه‌ها، نه هزاره‌ها، کاهش دهد.
به‌گزارش نیواطلس، با وجود آنکه آمریکا بزرگ‌ترین ظرفیت راکتورهای هسته‌ای جهان را در اختیار دارد، از دهه‌ی ۱۹۷۰ در مقایسه با بسیاری از کشورها در وضعیت عقب‌مانده‌تری قرار گرفته است. آمریکا در همان دهه هم رآکتورهای زایا و هم بازفرآوری سوخت هسته‌ای را کنار گذاشت؛ تصمیمی که به انباشت حدود ۹۴هزار تن پسماند هسته‌ای سطح‌بالا انجامید. این مواد خطرناک که معمولاً بی‌فایده تصور می‌شود، طبق برنامه‌ریزی‌ها باید بیش از ۱۰۰هزار سال دور از هرگونه تماس با دنیای بیرون دفن بماند.
در عمل، پسماندها ترکیبی از عناصر رادیواکتیو و ایزوتوپ‌های بسیار ارزشمند هستند. سوخت مصرف‌شده‌ی هسته‌ای هنوز حدود ۹۰ درصد از اورانیوم و پلوتونیوم خود را حفظ کرده است. افزون‌بر‌این، ایزوتوپ‌هایی مانند استرانسیم ۹۰، رودیوم ۱۰۳، پالادیوم ۱۰۵ تا ۱۱۰ و آمریسیوم ۲۴۱ نیز وجود دارند که در کاربردهای پزشکی، صنعتی، فضایی و زمینی به‌کار می‌روند.
برآورد می‌شود همین ایزوتوپ‌ها در انبارهای پسماند حدود ۲۴ میلیارد دلار ارزش داشته باشند و سوخت اورانیوم و پلوتونیوم نیز ارزشی در حد تریلیون‌ها دلار ایجاد کند؛ به‌طوری که ارزش ایزوتوپ‌ها در برابر چنین رقمی، ناچیز به نظر می‌رسد.
پسماند هسته‌ای باید با امنیت کامل نگهداری شود و امکان استخراج و استفاده مجدد نیز وجود داشته باشد
ظرفیت اقتصادی، ذخیره‌سازی پسماند هسته‌ای را به مسئله‌ای بسیار پیچیده تبدیل می‌کند. موضوع فقط یافتن محلی مناسب یا راهی برای خلاصی از زباله‌ها بدون امکان بازگرداندن آن‌ها نیست، زیرا هر دو اقدام به‌نسبت ساده‌تر هستند. چالش اصلی اینجاست که پسماند باید با امنیت کامل نگهداری شود و سپس، هر زمان که نیاز بود، امکان استخراج و استفاده‌ی مجدد از آن وجود داشته باشد.
بخشی از منطق پشت پروژه‌ی «بازیابی عناصر، نابودکردن عناصر نامطلوب و تولید انرژی» که به اختصار ردیوس (REDUCE) نام گرفته، همین موضوع است. بخش دیگر نیز به کاهش شدید ذخایر پسماند از طریق سوزاندن بیشتر در راکتورهای شکافت مربوط می‌شود. این پروژه با همکاری شرکت شاین تکنولوژی، آزمایشگاه ملی آرگون و دانشگاه ایالتی کیس وسترن ریزرو، زیر نظر وزارت انرژی آمریکا توسعه می‌یابد و هدف، شتاب‌دادن چشمگیر به فرایند شیمیایی جداسازی عناصر هسته‌ای است.
فرایند با استخراج پسماند و حل‌کردن سوخت مصرف‌شده در اسید نیتریک آغاز می‌شود. در روش‌های مرسوم جداسازی شیمیایی، مانند پیورکس (PUREX)، محلول وارد ستون‌های بلند و بزرگ پرشده از بستر بسته‌بندی‌شده می‌شود که با نیروی گرانش تغذیه می‌شوند.
در ستون‌ها، حلال‌های آبی و آلی در کنار هم جریان می‌یابند تا عناصر مختلف را بر اساس چگالی جدا کنند. اگرچه این روش کارآمد است، کند و پرهزینه پیش می‌رود؛ به‌طوری که تکمیل جداسازی کامل ساعت‌ها طول می‌کشد و حلال‌های آلی نیز زیر تابش رادیواکتیو تجزیه می‌شوند. علاوه‌بر‌این، ایزوتوپ‌های با نیمه‌عمر کوتاه معمولاً در این فرایند دور ریخته می‌شوند و نگرانی دیگری هم وجود دارد که جریان‌های پلوتونیوم خالص بیش‌از‌حد متراکم شوند و وضعیت خطرناکی ایجاد کنند.
پروژه‌ی ردیوس بر پایه‌ی «تجهیزات بسته‌ی سانتریفیوژی برای جداسازی رادیوشیمیایی» که به اختصار پیسرز (PaCERS) نامیده می‌شود، عملکرد پیورکس را ارتقا می‌دهد و فرایند را پیش می‌برد. در این روش به جای تکیه بر گرانش، سانتریفیوژهای پیسرز محلول را تحت شتابی بیش از هزار جی قرار می‌دهند.
در نتیجه، به مایع بسیار کمتری نیاز خواهد بود و جداسازی به‌طور چشمگیری سریع‌تر و به جای ساعت‌ها، در چند ثانیه انجام می‌شود. همچنین این روش به کارخانه‌ای بسیار کوچک‌تر نیاز دارد و امکان برداشت عناصر ارزشمند با نیمه‌عمر کوتاه را فراهم می‌سازد، در حالی که از شکل‌گیری غلظت‌های نامطلوب پلوتونیوم نیز جلوگیری می‌کند.
هدف نهایی، فقط بازیابی سوخت هسته‌ای و ایزوتوپ‌ها نیست، بلکه کاهش سریع ذخیره‌ی پسماند آمریکا در بازه‌ای چندده ساله به جای دورانی بسیار طولانی است. به گفته‌ی تیم سازنده، کاهش می‌تواند بسیار شدید باشد، زیرا آنچه برای استفاده‌ی تجاری بازیافت‌پذیر نباشد، می‌تواند با نوترون‌های رآکتورهای شکافت آینده یا راکتورهای ویژه‌ی ساخته‌شده برای همین کار بمباران شود تا به عناصری با عمر کوتاه تبدیل شوند که درطول بازه‌هایی از چند دهه، چند سال یا حتی چند دقیقه واپاشی می‌کنند و از بین می‌روند.
راس رادل، مدیر ارشد فناوری در شرکت شاین تکنولوژی، می‌گوید: «سوخت مصرف‌شده‌ی هسته‌ای منبعی فوق‌العاده است و مواد ارزشمند زیادی دارد که می‌توان آن‌ها را به‌جای ذخیره یا دفع بازیابی کرد. ما امروز هم برای تولید ایزوتوپ‌های پزشکی، مواد رادیواکتیو را از هم جدا می‌کنیم و همان تخصص را به کار می‌گیریم تا پیسرز را به سمت استفاده‌ی عملی پیش ببریم. این فناوری بخشی از تلاش‌های ما برای تبدیل انرژی هسته‌ای به منبعی تجدیدپذیر است.»