یک شرکت سوئیسی با ابداع یک فناوری جدید توانست حجم زباله های هسته ای نیروگاه ها را تا 80 درصد کاهش دهد.

فناوری جدیدی که شرکت دانش بنیان Transmutex سوئیس ابداع کرد می تواند تا 80 درصد از حجم زباله های هسته ای را کاهش دهد. زباله های هسته ای نیروگاه های اتمی به علت انتشار امواج رادیو اکتیو برای محیط زیست و سلامت انسان بسیار خطرناک هستند. ایزوتوپ‌های رادیواکتیو با طول عمر بالا در این روش تحت فرآیند transmutation به ایزتوپ های پایدارتر با طول عمر کوتاه تبدیل می شوند. ایزتوپ های جدید تا حد زیادی خطرات زباله های هسته ای و هزینه مدیریت آنها را کاهش می دهد.

استفاده از انرژی هسته ای در حال حاضر به عنوان یکی از انرژی های جایگزین سوخت های فسیلی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. کشورهای مختلف از سراسر جهان هزینه هنگفتی برای راه اندازی نیروگاه های هسته ای جدید سرمایه گذاری کرده اند. اما یکی از چالش هایی که در این صنعت وجود دارد، دفع زباله های هسته ای به روشی ایمن است. نحوه مدیریت زباله ها به اثرات طولانی مدت آن در طبیعت به یکی از بحث داغ در بین محافل علمی تبدیل شده است. فناوری Transmutation می تواند این مشکل را به راحتی حل کند و مسیر را برای استفاده ایمن‌تر و پایدارتر از انرژی هسته‌ای هموار ‌کند . آژانس ملی مدیریت زباله‌های رادیواکتیو معروف به Nagra به دلیل فواید این فناوری تصمیم به حمایت مالی از این پروژه گرفت .

Nagra پس از انجام تحقیقات فراوان به این نتیجه رسید که Transmutation تا حد زیادی حجم و خطر زباله‌های هسته‌ای را کاهش دهد. این ویژگی می‌تواند به کاهش هزینه‌های مربوط به مدیریت زباله‌های هسته‌ای و افزایش پذیرش عمومی از انرژی هسته‌ای به عنوان منبع انرژی پاک و پایدار کمک کند. فناوری Transmutation هنوز در مراحل اولیه توسعه است، اما می تواند در صنعت انرژی هسته‌ای انقلاب بزرگی ایجاد کند. این فناوری نوآورانه می‌تواند عمر رادیواکتیوی زباله‌های هسته‌ای را از هزاران سال به کمتر از 500 سال برساند.

یکی از کارمندان سابق آزمایشگاه هسته ای سرن(سازمان تحقیقات هسته‌ای اروپا) که بعد از خروج از این سازمان در شرکت خصوصی شکافت هسته‌ای به نام «ترانس‌میوت» کار می کند توانست روش جدیدی برای کاهش میزان رادیواکتیویته زباله‌های هسته‌ای ابداع کند.  اگرچه ایمنی عملیات راکتورهای شکافت هسته‌ای از اهیمت بالایی برخوردار است، اما نباید از اهمیت ایمنی سوخت مصرف‌شده غافل شد. رادیو اکتیو ناشی از شکافت هسته‌ای تا صدها هزار سال بعد از استخراج انرژی، باقی می ماند.

با روی آوردن کشورها به روش‌های جایگزین برای سوخت‌های فسیلی، به نظر می‌رسد فناوری شکافت هسته‌ای در حال بازگشت است. در کنفرانس تغییرات اقلیمی COP28 سال گذشته، ۲۰ کشور تصمیم گرفتند ظرفیت انرژی هسته‌ای خود را طی ۲۵ سال آینده سه برابر کنند؛ با این حال هنوز برنامه‌ دقیقی برای نحوه نگهداری بلندمدت زباله های هسته ای تدوین نشده است. تنها در این میان کشور فنلاند بود که از طرح خود برای نگه داری زباله های هسته ای در عمق هزار پایی از سطح دریا به مدت 100 هزار سال رونمایی کرد. اما با افزایش تولید انرژی هسته‌ای در کشورهای مختلف، به تأسیسات بیشتری نیاز است. مگر اینکه از روش های فناوری پیشرفته ای مانند فناوری شرکت ترانس‌میوت استفاده شود.

فناوری ترانس‌میوت چیست؟

همانطور که از نامش پیداست، فناوری ترانس‌میوت بر «تبدیل عناصر» تکیه دارد؛ یعنی تبدیل یک عنصر به ایزوتوپ آن یا عنصر دیگر. از نظر فنی، این همان روشی است که کیمیاگران در دوران باستان برای تبدیل فلزات به طلا استفاده می کردند. برخلاف کیمیاگران که در تبدیل فلزات به طلا چندان موفق نبودند، دانشمندان سابق سرن توانسته‌اند در این زمینه به موفقیت بزرگی دست پیدا کنند. محققان با استفاده از یک شتاب‌دهنده ذرات، از عنصری با رادیواکتیویته کم مانند توریوم استفاده کرده و آن را به ایزوتوپی از اورانیوم تبدیل کردند.

این شتاب‌دهنده به یک نیروگاه شکافت هسته‌ای متصل می‌شود تا اورانیوم تازه تولید شده را بلافاصله پردازش کند. اما برخلاف اورانیوم معمولی که امروزه در نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود، اورانیوم جدید زباله هایی مانند پلوتونیوم یا عناصر رادیواکتیو ردیگر تولید نمی‌کند. این فناوری را در حقیقت کارلو روبیا، مدیرکل سابق آزمایشگاه فیزیک سرن کشف کرد.

موانع

روبیا در محل کار قبلی خود به شتاب‌دهنده ذرات دسترسی داشته است، اما نیروگاه‌های هسته‌ای چنین امکاناتی را در اختیار ندارند. ساخت یک شتاب‌دهنده ذرات در نزدیکی هر نیروگاه به هزینه زیادی نیاز دارد. به عنوان نموه: آزمایشگاه سرن برای ساخت برخورددهنده بزرگ هادرون (LHC) حدود ۵ میلیارد دلار هزینه کرد. چالش بعدی، مخالفت با خود فناوری هسته‌ای است. به عنوان مثال کشور آلمان به تدریج نیروگاه‌های هسته‌ای خود را از مدار خارج کرد. سوئیس هم قصد دارد همین برنامه را برای چهار نیروگاه هسته‌ای فعال خود پیاده سازی کند.

بر اساس ارزیابی نهاد ملی سوئیس، فناوری ترانس‌میوت می‌تواند ۸۰ درصد از حجم زباله‌های هسته‌ای تولید شده در نیروگاه ها را کاهش دهد. علاوه براین، زمان رادیواکتیو بودن آن‌ها را به کمتر از ۵۰۰ سال برساند. از همه مهم‌تر، این فناوری می‌تواند روی ۹۹ درصد از زباله‌های هسته‌ای موجود مورد استفاده قرار بگیرد.