Thứ Bảy, 30/5/2020 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
Sử dụng nấm men để tái tạo SARS-CoV-2: Thay đổi cách tiếp cận trong phân lập virus (29/5/2020)
Chế tạo thành công mắt nhân tạo như mắt thật (26/5/2020)
Ánh sáng màu tím kích hoạt một cách có chọn lọc cơ chế tác dụng của thuốc trong các nhóm tế bào nhỏ (26/5/2020)
Thử nghiệm vaccine phòng COVID-19 trên hơn 10.000 người (26/5/2020)
Thiết kế vắc-xin từ protein nhân tạo (26/5/2020)
Lần đầu tiên thử nghiệm thành công tế bào gốc phôi điều trị bệnh gan (25/5/2020)
Rút ngắn quá trình phát triển các vật liệu bền hơn nhờ học máy (25/5/2020)
Hai ca bệnh tim đầu tiên được điều trị bằng tế bào gốc vạn năng (25/5/2020)
AI chưa đủ chính xác và ổn định trong tái tạo hình ảnh y khoa (22/5/2020)
Lần đầu tiên thử nghiệm thành công tế bào gốc phôi điều trị bệnh gan (22/5/2020)
Các nhà khoa học phát triển kỹ thuật điều trị thần kinh siêu âm không xâm lấn (21/5/2020)
Thuốc tiêm phòng ngừa HIV dài hạn (21/5/2020)
Tìm ra kháng thể ngăn chặn được nguy cơ nhiễm COVID-19 (21/5/2020)
Mỹ thử nghiệm thuốc ngừa HIV cho kết quả tích cực (20/5/2020)
Đột phá giúp khôi phục thị lực cho người mù (19/5/2020)
Vaccine chống Covid-19 thử nghiệm trên người cho kết quả khả quan (19/5/2020)
Các nhà khoa học Israel phát triển phương pháp chụp ảnh 3D các quá trình di chuyển của các tế bào sống (19/5/2020)
Mỹ phát triển lõi lò phản ứng làm bằng công nghệ in 3D (15/5/2020)
Israel thử nghiệm thành công thuốc điều trị bệnh COVID-19 (15/5/2020)
Biến chất thải nhựa bọt thành vật liệu giá trị cao (15/5/2020)
Tấm năng lượng mặt trời tự "đổ mồ hôi" để làm mát (15/5/2020)
Kỹ thuật siêu âm có thể điều trị bệnh Alzheimer (13/5/2020)
Mỹ thử nghiệm vaccine COVID-19 trên 600 người (13/5/2020)
Trích xuất chitin từ vỏ giáp xác nhờ trái cây thải loại (13/5/2020)
Mô đun tách nước: nguồn năng lượng vĩnh cửu (13/5/2020)
Sản xuất ethylene hiệu quả, thân thiện với môi trường nhờ chất xúc tác mới (13/5/2020)
Vòng tay giám sát mức phơi nhiễm với bụi và Covid-19 (11/5/2020)
Các nhà nghiên cứu tìm ra cách mới để phát hiện tin tức giả (11/5/2020)
Đột phá: Các nhà khoa học phát minh ra loại gel có thể hàn gắn mọi vết thương trên cơ thể và trong cả nội tạng (11/5/2020)
Nhật Bản sản xuất thành công kháng thể nhân tạo chống SARS-CoV-2 (11/5/2020)
Lọc nước bằng máy tạo hơi nước hữu cơ giá rẻ (27/4/2020)
Công bố bản đồ địa chất mặt trăng hoàn chỉnh nhất (27/4/2020)
Hình ảnh 3D chi tiết chưa từng có của tế bào sống (22/4/2020)
Khử trùng tay bằng năng lượng mặt trời giành chiến thắng Global Hack (22/4/2020)
Cảm biến sinh học phát hiện nCoV dưới một phút (22/4/2020)
Pin proton hữu cơ mới tích trữ năng lượng bền vững (21/4/2020)
Tìm ra vật liệu khẩu trang từ bã mía chặn được virus SARS-CoV-2 (21/4/2020)
Các lợi ích xử lý dữ liệu quang học từ công nghệ di động mới (21/4/2020)
Xét nghiệm nước bọt đầu tiên chẩn đoán COVID-19 (21/4/2020)
Phương pháp tinh chỉnh các vật liệu oxit phức hợp mới (21/4/2020)
Công nghệ máy bay không người lái mới phát hiện người có triệu chứng mắc Covid-19 (21/4/2020)
Thiết bị cách ly giúp ngăn lây nhiễm khi điều trị COVID-19 (21/4/2020)
Xét nghiệm mới phát hiện chính xác virus SARS-CoV-2 trong vài phút (17/4/2020)
Điều trị Alzheimer bằng kỹ thuật siêu âm (17/4/2020)
Các nhà nghiên cứu tiến thêm một bước nữa gần hơn với máy tính đọc được suy nghĩ (17/4/2020)
Các nhà khoa học Nhật Bản tạo ra loại nhựa có thể phân hủy (15/4/2020)
Nghiên cứu mới giúp giải quyết tình trạng thiếu máy thở (15/4/2020)
Vật liệu nano oxit kim loại lắng đọng trên vải có thể làm sạch vi khuẩn (15/4/2020)
Vật liệu "Polyionic" có thể làm cho màn hình chữ nổi tốt hơn (15/4/2020)
Argentina giải mã thành công bộ gene của virus SARS CoV-2 (13/4/2020)
Tải ứng dụng Khai báo y tế toàn dân NCOV
Ứng dụng trên IOS
Ứng dụng trên Android
Quyết định số 726/QĐ-UBND về việc Quyết định v/v phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp tỉnh (Lần 1, năm 2020)

Quyết định số 3110/QĐ-UBND về việc Quyết định v/v Phê duyệt đề tài: Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ trong nuôi cá chình lồng tại Quảng Trị

Quyết định số 214/QĐ-SKHCN về việc Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ thường xuyên theo chức năng của Trung tâm Nghiên cứu, ứng dụng và Thông tin KH_CN thực hiện năm 2020

Quyết định số 2625/QĐ-UBND về việc Quyết định v/v phê duyệt đề tài: "Đánh giá nhu cầu thị trường lao động và đề xuất các giải pháp về đào tạo nhằm phát triển nguồn nhân lực tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2019 - 2025 và tầm nhìn đến năm 2030"

Quyết định số 221/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Đoàn thẩm tra về An toàn và kiểm soát bức xạ

Quyết định số 222/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Đoàn thẩm tra về An toàn và kiểm soát bức xạ tại cơ sở phòng khám Đa khoa Tâm An

Báo cáo số 94/BC-SKHCN về việc Báo cáo kết quả 5 năm thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng bộ tỉnh lần thứ XVI trong lĩnh vực Khoa học và Công nghệ

Kế hoạch số 31/KH-SKHCN về việc Kế hoạch Thực hiện Chỉ thị số 10/CT-TTg ngày 22/4/2019 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường xử lý, ngăn chặn có hiệu quả tình trạng nhũng nhiễu, gây phiền hà cho người dân, doanh nghiệp trong giải quyết công việc

Quyết định số 272/QĐ-SKHCN về việc Quyết định Ban hành Quy trình triển khai thực hiện Chính sách hỗ trợ ứng dụng, nhân rộng các kết quả khoa học và công nghệ trên địa bàn tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2017 - 2025

Quyết định số 27/QĐ-SKHCN về việc Về việc ban hành Quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN Quảng Trị

Thông báo về việc tổ chức cuộc thi "Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo" tỉnh Quảng Trị năm 2020

Báo cáo kiểm tra về tiêu chuẩn, đo lường, chất lượng và nhãn hàng hóa trước, trong và sau Tết Nguyên đán Canh Tý năm 2020

Báo cáo tình hình giám sát, đánh giá tổng thể đầu tư năm 2019

Thông báo đề xuất tham gia Chính sách hỗ trợ ứng dụng, nhân rộng các kết quả KH_CN thực hiện năm 2020

Quyết định về việc giao dự toán thu, chi ngân sách Nhà nước (đợt 1) Kinh phí sự nghiệp khoa học và công nghệ năm 2020

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 621
Hôm nay 2.269
Hôm qua 3.225
Tất cả 1.984.118

© 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