Thứ Bảy, 26/9/2020 Cấu trúc Cổng Đăng nhập
Tin hoạt động SởTin trong tỉnhTin trong nướcTin thế giớiTin tổng hợpSở hữu trí tuệHoạt động KH&CN cơ sởPhổ biến pháp luậtPhòng, chống dịch bệnh COVID-19
TIN TỨC - SỰ KIỆN: Tin thế giới
Cập nhật: Thứ Ba, ngày 12/5/2020

Nghiên cứu tiết lộ chiến lược một bước cho tái chế nhiên liệu hạt nhân đã sử dụng
Tại Hoa Kỳ, một lò phản ứng hạt nhân điển hình chỉ sử dụng một phần nhỏ thanh nhiên liệu của nó để tạo ra năng lượng trước khi phản ứng tạo ra năng lượng tự nhiên chấm dứt. Những gì còn lại phía sau là một loạt các nguyên tố phóng xạ, bao gồm cả nhiên liệu chưa dùng đến, được xử lý như chất thải hạt nhân.

Mặc dù các yếu tố nhất định được tái chế từ chất thải có thể được sử dụng tiếp để tạo ra năng lượng cho các thế hệ lò phản ứng hạt nhân mới hơn, tuy nhiên, việc trích xuất nhiên liệu còn sót lại theo cách có thể ngăn chặn việc lạm dụng là một thách thức lớn đang diễn ra.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu kỹ thuật Trường Đại học Texas A&M đã nghĩ ra một cách tiếp cận chống tăng sinh, đơn giản, để phân tách các thành phần khác nhau của chất thải hạt nhân. Phản ứng hóa học một bước, được mô tả chi tiết trên tạp chí Industrial & Engineering Chemistry Research tháng hai, dẫn đến sự hình thành các tinh thể chứa tất cả các nguyên tố nhiên liệu hạt nhân còn sót lại được phân phối đồng nhất.

Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng sự đơn giản hóa của cách tiếp cận tái chế của họ sẽ tạo ra sự chuyển dịch từ “bàn thí nghiệm” sang ứng dụng cho ngành công nghiệp đầy khả thi.

Chiến lược tái chế của chúng tôi có thể dễ dàng tích hợp vào một bảng lưu lượng hóa học để thực hiện ở quy mô công nghiệp. Nói cách khác, phản ứng có thể được lặp lại nhiều lần để tối đa hóa hiệu suất tái chế nhiên liệu và giảm thiểu chất thải hạt nhân phóng xạ”, Johnathan Burns, nhà nghiên cứu khoa học tại Trung tâm khoa học và kỹ thuật hạt nhân của Trạm thí nghiệm kỹ thuật A&M Texas cho biết.

Nền tảng sản sinh năng lượng trong các lò phản ứng hạt nhân là phân hạch và nhiệt hạch. Trong phản ứng này, một hạt nhân nặng, thường là urani, khi va chạm với các hạt hạ nguyên tử có tên gọi là neutron, trở nên không ổn định và phân tách thành các nguyên tố nhỏ hơn, nhẹ hơn. Tuy nhiên, uranium có thể hấp thụ neutron và ngày càng nặng hơn để tạo thành các nguyên tố như neptunium, plutonium và americaium, trước khi phân tách một lần nữa và giải phóng năng lượng.

Theo thời gian, các phản ứng phân hạch này dẫn đến sự tích tụ các nguyên tố nhẹ hơn trong lò phản ứng hạt nhân. Nhưng khoảng một nửa trong số các sản phẩm phân hạch này được coi là các chất độc neutron - chúng cũng hấp thụ neutron giống như nhiên liệu hạt nhân đã sử dụng, để lại vài phản ứng phân hạch, cuối cùng làm cho quá trình sản sinh năng lượng ngưng lại.

Vì thế các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng vẫn còn chứa lại các sản phẩm phân hạch, urani còn sót lại và một lượng nhỏ plutoni, neptunium và americium. Hiện tại, các mặt sản phẩm này được coi là chất thải hạt nhân ở Hoa Kỳ và được trù định chất vào trong các kho lưu trữ dưới lòng đất vì tính phóng xạ của chúng cao.

Johnathan Burns cho biết, chất thải hạt nhân là một vấn đề hai mặt. Thứ nhất, gần như 95% nguyên liệu ban đầu của nhiên liệu không được sử dụng hết, và thứ hai, chất thải chúng tạo ra có chứa các nguyên tố phóng xạ tồn tại lâu dài. Chẳng hạn, neptunium and americium có thể tồn tại và phát xạ tới hàng trăm ngàn năm.

Mặc dù các nhà khoa học đã có một số thành công với việc tách uranium, plutonium và neptunium. Tuy nhiên, những phương pháp phân tách này rất phức tạp và khó đạt thành công trong tách americium. Hơn nữa, Burns cho biết, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ yêu cầu chiến lược tái chế phải có khả năng chống tăng sinh, nghĩa là plutonium không bao giờ được tách khỏi các yếu tố nhiên liệu hạt nhân khác trong quá trình tái chế.

Để giải quyết các yêu cầu chưa được đáp ứng trong tái chế chất thải hạt nhân, các nhà nghiên cứu đã điều tra xem xét liệu có phản ứng hóa học đơn giản nào có thể tách rời tất cả các nguyên tố hóa học nhiên liệu hạt nhân.

Từ các nghiên cứu trước đây, các nhà nghiên cứu biết rằng ở nhiệt độ phòng, uranium hình thành các tinh thể trong axit nitric mạnh. Trong các tinh thể này, các nguyên tử urani được sắp xếp theo cấu hình độc nhất. Một nguyên tử urani trung tâm được kẹp giữa hai nguyên tử oxy ở hai bên, phân chia sáu electron với mỗi nguyên tử oxy.

Chúng tôi ngay lập tức nhận ra rằng cấu trúc tinh thể này có thể là một cách để phân tách plutoni, neptunium và americium bởi vì tất cả các nguyên tố nặng này thuộc cùng một họ với uranium”, Burns cho biết.

Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng nếu plutonium, neptunium và americaium có cấu trúc liên kết với oxy tương tự như uranium, thì các nguyên tố này sẽ tự chúng tích hợp vào tinh thể uranium.

Trong các thí nghiệm của nhóm nghiên cứu, họ đã điều chế một dung dịch thay thế uranium, plutonium, neptunium và americaium trong axit nitric có độ đậm đặc cao ở 60-90 độ C để bắt chước sự hòa tan của thanh nhiên liệu thực trong axit mạnh. Đúng như dự đoán, họ nhận thấy khi dung dịch này đạt đến mức nhiệt độ phòng, uranium, neptunium, plutonium và america sẽ phân tách ra khỏi dung dịch cùng nhau, tự chúng phân bố đồng nhất trong các tinh thể.

Burns lưu ý rằng quá trình đơn giản, một bước này cũng có khả năng chống tăng sinh bởi vì plutoni không bị cô lập mà được kết hợp trong các tinh thể uranium.

Ý tưởng tái xử lý nhiên liệu sinh ra từ phản ứng hóa học này có thể được sử dụng trong các thế hệ lò phản ứng trong tương lai, nó sẽ không chỉ đốt cháy uranium như hầu hết các lò phản ứng ngày nay mà còn cả các nguyên tố nặng khác như neptunium, plutonium và americium. Ngoài việc giải quyết vấn đề tái chế nhiên liệu và giảm thiểu rủi ro, chiến lược này sẽ giảm đáng kể chất thải hạt nhân”, Burns nhấn mạnh.

http://www.vista.gov.vn/
Tin, bài cùng lĩnh vực
Liệu pháp ánh sáng - hy vọng mới cho bệnh nhân Parkinson (24/9/2020)
Thiết bị không dây theo dõi tư thế ngủ từ xa (24/9/2020)
Một biến thể máu hiếm giúp ngăn ngừa bệnh sốt rét (22/9/2020)
Biến sữa bột thành mực in 3D (22/9/2020)
Miếng dán chứa gai siêu nhỏ thử đường huyết không đau (22/9/2020)
Khai thác sức mạnh của chất rắn sinh học để sản xuất hydro (21/9/2020)
Cảm biến phát hiện thực phẩm đóng gói bị hư hỏng (20/9/2020)
Họ hàng cây hoang dại có thể giúp cây trồng thích ứng biến đổi khí hậu (20/9/2020)
Robot giúp bệnh nhân Covid-19 trò chuyện với người thân (20/9/2020)
Phân tử kháng sinh cho phép hệ miễn dịch tiêu diệt tế bào nhiễm HIV (20/9/2020)
Khẩu trang graphene mới vô hiệu hóa virus corona (17/9/2020)
Gien mới được xác định giúp cà chua kháng bệnh đốm vi khuẩn (15/9/2020)
Nhật Bản phát triển AI chẩn đoán viêm phổi do Covid-19 (14/9/2020)
Ung thư tuyến tiền liệt có thể gây ra các khối u thứ phát (14/9/2020)
Tiêu chuẩn giúp bảo vệ hành tinh (14/9/2020)
Biệt hóa tế bào chức năng gan từ tế bào gốc người và chuột (14/9/2020)
Tạo bàn phím không dây, tự cấp nguồn từ một mảnh giấy (10/9/2020)
Nọc ong mật tiêu diệt được các tế bào ung thư vú (10/9/2020)
Phát hiện ra protein trong cây trồng có thể làm giảm nhu cầu phân bón (10/9/2020)
Phát triển thành công kỹ thuật in tùy chỉnh, chi phí thấp (09/9/2020)
Phát triển phương pháp điều trị bệnh mắt ở chó bằng cách sử dụng nghệ (09/9/2020)
Tạp chí The Lancet: Vaccine Covid-19 của Nga tạo phản ứng miễn dịch (07/9/2020)
Hệ thống cho cá ăn tự động với nhiều tính năng ưu việt (07/9/2020)
Kỹ thuật mới làm cho vi khuẩn nhạy cảm hơn với kháng sinh (07/9/2020)
Da nhân tạo có cảm giác như da thật (07/9/2020)
Công nghệ phát hiện tia X mới được phát triển (07/9/2020)
Liệu pháp mới nhắm mục tiêu ung thư vú di căn lên não (01/9/2020)
Mật ong được coi là một phương pháp điều trị nhiễm trùng đường hô hấp trên tốt hơn các phương pháp truyền thống (01/9/2020)
Công nghệ mới giúp xác định graphene chất lượng cao một cách nhanh chóng và tiết kiệm (01/9/2020)
Thái Lan thử nghiệm thành công vắcxin ngừa COVID-19 trên khỉ và chuột (01/9/2020)
Hongkong: phục hồi quần thể san hô bằng gạch in 3D (01/9/2020)
Phương pháp canh tác khác biệt giúp các nông hộ nhỏ thích ứng với biến đổi khí hậu (01/9/2020)
Phòng ngừa bệnh tim có thể bắt đầu trước khi sinh (31/8/2020)
Lần đầu tiên phát hiện hạt vi nhựa trong nội tạng người (31/8/2020)
Nghiên cứu tìm ra tác nhân thúc đẩy ung thư tăng lên theo tuổi tác (31/8/2020)
Phát hiện vai trò mới của phân tử như là một hormone thực vật (27/8/2020)
Robot tự hành nhỏ nhất thế giới (27/8/2020)
Phát hiện ngoại hành tinh nhờ trí tuệ nhân tạo (27/8/2020)
Thiết bị tạo ra nhiên liệu sạch từ ánh sáng mặt trời, CO2 và nước (27/8/2020)
Công nghệ ống tiêm mới dành cho các loại thuốc sinh học (27/8/2020)
Các nhà hóa học khám phá ra cách tạo ra các sản phẩm nitơ mới từ không khí loãng (27/8/2020)
Tăng cường sự đồng hóa carbon dioxide trong tán lá và hiệu quả sử dụng nước (26/8/2020)
Các hạt nano giúp thực vật tạo miễn dịch chống lại stress nhiệt (25/8/2020)
Kỷ lục mới về tốc độ internet (24/8/2020)
Chuyển đổi số: Chìa khóa tồn tại cho sân khấu thời coronavirus (24/8/2020)
Các nhà nghiên cứu tìm thấy phương pháp điều trị mới đầy hứa hẹn cho bệnh đa xơ cứng (24/8/2020)
Máy cảm biến cấy ghép cung cấp tùy chọn không dây cho các thiết bị y sinh (24/8/2020)
Giải pháp chăm sóc sức khỏe IoT toàn cầu đang tăng trưởng vượt bậc (21/8/2020)
Bảo hộ chỉ dẫn địa lý Vị Xuyên cho sản phẩm thảo quả (21/8/2020)
Thiết bị chẩn đoán ung thư vú trong 60 phút (20/8/2020)
Tải ứng dụng Khai báo y tế toàn dân NCOV
Ứng dụng trên IOS
Ứng dụng trên Android
Báo cáo số 115/BC-SKHCN về việc Báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ UBND tỉnh, Chủ tịch UBND tỉnh giao quý 3/2020

Quyết định số 255/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Ban Biên tập phục vụ công tác xuất bản cuốn sách "Địa chí Quảng Trị"

Thông báo số 47/TB-SKHCN về việc Thông báo về việc đề xuất và đề xuất đặt hàng nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp tỉnh và cấp cơ sở, bắt đầu thực hiện năm 2021

Quyết định số 251/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Hội đồng khoa học và công nghệ tư vấn thẩm định đề cương nhiệm vụ Khoa học và Công nghệ cấp cơ sở xét giao trực tiếp, thực hiện năm 2020: "Điều tra, khảo sát đánh giá thực trạng và đề xuất các giải pháp quản lý chất lượng đồ chơi trẻ em trên địa bàn tỉnh Quảng Trị"

Quyết định số 252/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Hội đồng khoa học và công nghệ tư vấn thẩm định đề cương nhiệm vụ Khoa học và Công nghệ cấp cơ sở xét giao trực tiếp, thực hiện năm 2020: "Đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp nhằm ngăn ngừa các hành vi vi phạm trong sử dụng phương tiện đo nhóm 2 trên địa bàn tỉnh Quảng Trị"

Quyết định số 253/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Hội đồng tư vấn xác định danh mục nhiệm vụ TXTCN của Trạm Nghiên cứu và Phát triển nấm thực hiện năm 2021

Báo cáo số 113/BC-SKHCN về việc Báo cáo tình hình, kết quả thực hiện kiểm soát thủ tục hành chính quý III/2020 của Sở KH CN Quảng Trị

Báo cáo số 114/BC-SKHCN về việc Báo cáo kết quả hoạt động khoa học và công nghệ quý 3 và nhiệm vụ Quý 4//2020

Công văn số 425/SKHCN-VP về việc Hỏa tốc về việc thực hiện Công điện khẩn số 08/CĐ-UBND ngày 17/9/2020 của Chủ tịch UBND tỉnh Quảng Trị

Kế hoạch số 40/KH-SKHCN về việc Kế hoạch ứng dụng công nghệ thông tin trong hoạt động của cơ quan nhà nước - Sở Khoa học và Công nghệ năm 2021 và giai đoạn 2021-2025

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học phục vụ bảo tồn và phát triển cây Lan Giả Hạc

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: Nghiên cứu nhân giống và trồng thử nghiệm cây Vanilla trong nhà lưới theo hướng VietGap tại thôn Quyết Tâm, xã Tân Hợp, huyện Hướng Hóa

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: Nghiên cứu nhân giống và trồng thử nghiệm cây Lan Kim Tuyến tại vùng Bắc Hướng Hóa

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: Nghiên cứu xây dựng CSDL số về di tích lịch sử cấp Quốc gia đặc biệt Thành cổ Quảng Trị và những điểm lưu niệm sự kiện 81 ngày đêm chiến dịch năm 1972, góp phần hỗ trợ phát triển du lịch Quảng Trị

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: "Nghiên cứu xây dựng giải pháp nâng cao hiệu quả đấu tranh phòng, chống tội phạm sử dụng công nghệ cao trên địa bàn tỉnh Quảng Trị"

Quy chế tiếp công dân của Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Trị
Nội quy tiếp công dân
Thống kê lượt truy cập
Số người online 692
Hôm nay 2.153
Hôm qua 4.910
Tất cả 2.472.969

© CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUẢNG TRỊ
Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị
Chịu trách nhiệm: Trần Ngọc Lân, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ
 204 Hùng Vương, Đông Hà; ĐT: 0233.3550 382. Hệ thống chạy tốt nhất trên trình duyệt Cốc cốc.

Thiết kế và xây dựng: Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN
Ghi rõ nguồn Dostquangtri khi sử dụng thông tin từ website này