Különös szövetségest találtak a sugárzás elleni harcban a brit és amerikai kutatók, akik rájöttek, hogy a régi atomerőművek bontásából származó zúzott beton képes csapdába ejteni a legveszélyesebb radioaktív anyagokat. Az atomszemét újrahasznosítása új dimenziókat nyithat meg a szennyezett területek rehabilitációjában.
A nukleáris létesítmények felszámolása során keletkező, enyhén szennyezett betontömegek kezelése évtizedek óta komoly logisztikai és környezetvédelmi fejtörést okoz a szakembereknek. A Manchesteri Egyetem, a brit Nemzeti Nukleáris Laboratórium (NNL) és az amerikai Clemson Egyetem közös projektje most rávilágított, hogy ez a hulladék aktív pajzsként használható a talajvíz védelmében.
Kémiai csapda a föld alatt
A kutatók célkeresztjében a stroncium-90 izotóp állt, amely rendkívül gyorsan terjed a talajvízben, és komoly egészségügyi kockázatot jelent az olyan történelmi jelentőségű nukleáris helyszíneken, mint a brit Sellafield vagy az amerikai Hanford komplexum. A kísérletek során kiderült, hogy a zúzott beton a környezeti hatásokra reagálva természetes módon kalcitot, azaz kalcium-karbonátot képez. Mivel a stroncium kémiailag nagyon hasonlít a kalciumhoz, beépül a kalcit kristályszerkezetébe, végleg bezárva oda a radioaktív szennyeződést.
A levegővel érintkező, felszín közeli hulladéktárolókban a zúzott beton a stroncium-90 mintegy 82 százalékát vonta ki a folyadékból mindössze három hónap alatt. Ahol korlátozott a szellőzés, ott a hatékonyság 14 százalékra esett vissza, ám a szakemberek találtak erre is megoldást: foszfátos kezeléssel a zártabb rendszerekben is drasztikusan fokozható a radioaktív elemek megkötése.
A módszer hatékonysága különböző környezetben
| Környezeti feltételek | Stroncium-90 kivonási arány (3 hónap) | Kémiai reakciómechanizmus |
|---|---|---|
| Levegővel érintkező (nyitott) | Körülbelül 82% | Természetes kalcitképződés és beépülés |
| Levegőtől elzárt (zárt) | Mindössze 14% | Gyenge, korlátozott karbonátosodás |
| Foszfáttal kezelt (zárt) | Magas / Fokozott | Kalcium-foszfát csapadék képződése |
Globális örökség és a jövő
A felfedezés alapjaiban változtatja meg a leszerelés alatt álló nukleáris üzemek anyaghasználati stratégiáját, hiszen az eddig teherként kezelt betonhulladék helyben hasznosítható szűrőanyaggá lép elő. Nem kell többé hatalmas összegekért tiszta abszorbenseket szállítani a helyszínekre, a bontási törmelék helyben nyújt végleges, passzív védelmet. Bár Magyarországon a Paksi Atomerőmű üzemidő-hosszabbítása miatt a teljes leszerelés még messze van, a technológia hosszú távon a hazai kis és közepes aktivitású hulladékok tárolásánál is biztonsági pluszt jelenthet.
A kutatócsoport jelenleg a hosszú távú stabilitást vizsgálja, hogy a bezárt stroncium-90 a radioaktív felezési idők alatt se juthasson vissza a bioszférába. Az eredmények alapján a zúzott beton alkalmazása a következő évtizedben alapértelmezett eljárássá válhat a nukleáris kármentesítési projektekben.
