Minerál vytvořený z napodobeniny radioaktivního odpadu. Kredit: Albert Kruger/U.S. Department of Energy.

Radioaktivní odpad dohání mnoho lidí k slzám. Elektřinu chce každý, ale úložiště jaderného odpadu nikdo. Takový odpad je ale realitou, a my se s ním musíme nějak srovnat. Jak se ovšem máme vypořádat s něčím, co může škodit okolí dlouhé miliony let? Tohle dovede třeba radioaktivní jód, který je pozůstatkem několika desetiletí produkce jaderných zbraní. Není to vůbec snadné.
Materiálový vědec Ashutosh Goel z Rutgersovy univerzity objevil nový postup, jak radioaktivní jód bezpečně ukládat, imobilizovat, za pokojové teploty v apatitových materiálech povahy skla. Podle Goela jsou takové materiály perfektní a hlavně chemicky vysoce trvanlivé, což je předurčuje pro uskladnění radioaktivního odpadu. Ve svém výzkumu se zaměřil na jód-129, který je jako odpad obzvláště problematický. Zvládnutí uložení tohoto izotopu je klíčové pro vytvoření bezpečných úložišť jaderného odpadu v podzemí.

Ashutosh Goel. Kredit: Nick Romanenko / Rutgers.

V současnosti známe celkem 37 izotopů jódu, přičemž kromě stabilního jódu-127 všechny podléhají radioaktivnímu rozpadu. Jód-129 mezi nimi ale má výjimečné postavení. Poločas jeho rozpadu činí 15,7 milionu let a to je doopravdy hodně. Náleží mezi sedm izotopů s nejdelším poločasem rozpadu, které vznikají ve štěpných reakcích ve významných množstvích, takže s ním rozhodně musíme počítat. Další jobovkou je, že se tento izotop relativně rychle šíří vodou i vzduchem, když má možnost. Jakmile se dostane do prostředí, tak tam vydrží miliony let. Jód-129 může zasáhnout štítnou žlázu a zvýšit pravděpodobnost onemocnění rakovinou štítné žlázy. Hlavním zdrojem tohoto izotopu jódu je štěpení uranu a plutonia v jaderných reaktorech. Značné množství jódu-129 se rovněž dostalo do atmosféry při testech jaderných zbraní v padesátých a šedesátých letech. V malém množství vzniká i přirozenou cestou, samovolným rozpadem uranu a v důsledku zásahů Země kosmickým zářením.

Zařízení Hanford, stát Washington v lednu 1960. Kredit: US DOE.

Goel se jako odborník na sklokeramické materiály podílí na celkem 6 výzkumných projektech, v celkové hodnotě 6,34 milionu dolarů z federálních i soukromých zdrojů. Kromě Rutgers na nich spolupracují týmy Washingtonské státní univerzity, Univerzity Severního Texasu a laboratoří Pacific Northwest National Laboratory. Goel s kolegy vyvinuli postup, jak ve velkém vyrábět chemicky odolné apatitové minerály, s nimiž je možné bezpečně uložit jód-129, aniž by k tomu byly nutné vysoké teploty. Zároveň pracují i na tom, jak uložit sodík a hliník z vysoce radioaktivního odpadu v borosilikátových sklech.

Nové postupy zabezpečení radioaktivního odpadu naléhavě potřebují zejména v Hanfordu na jihovýchodě státu Washington, kde již zpracovali 110 tisíc tun paliva z jaderných reaktorů. Ve 177 velkých podzemních nádržích tam mají přes 200 milionů litrů radioaktivního odpadu. Zřejmě z více než jedné třetiny těchto nádrží uniká jejich nebezpečný obsah. Podle Goela by v Hanfordu měli zahájit výrobu apatitových materiálů, s nimiž zajistí nebezpečné izotopy, někdy kolem roku 2022 nebo 2023.

Video:  The Hanford Story: Overview


Literatura
Rutgers Univerzity 3. 11. 2016