東京工業(yè)大學(xué)(東京工業(yè)大學(xué))的科學(xué)家團(tuán)隊與東北大學(xué)，東京城市大學(xué)和日本原子能機(jī)構(gòu)合作，提出了一種解決放射性廢物處理問題的新方法。

發(fā)表在“ 科學(xué)報告 ”上的新方法可以大大減少長壽命裂變產(chǎn)物[1](LLFPs)的有效半衰期(將放射性物質(zhì)降低到安全水平所需時間的指標(biāo))幾千年到一百年之內(nèi)。

如何處置核廢料是當(dāng)今世界面臨的最大困境之一。該問題涉及在使用諸如钚鈾氧化還原萃取(PUREX)等再加工方法從廢核燃料中回收鈾和钚后如何處理放射性廢物。

雖然將埋藏在地下深處的廢物廣泛視為最可行的選擇，但正在探索一些減少貧化燃料儲存的戰(zhàn)略。其中最有希望的是分區(qū)和嬗變(P&T)策略。這涉及將燃料分離成次要的act系元素[2](MAs)和LLFPs，然后將MA和LLFPs轉(zhuǎn)化為短壽命的核素。

到目前為止，P&T策略一直受限于在LLFP同位素經(jīng)歷嬗變之前分離LLFP同位素的昂貴且繁瑣的需求。此外，由于中子捕獲截面較小，一些LLFP不能捕獲足夠的中子以進(jìn)行有效的嬗變。

Satoshi Chiba在東京工業(yè)大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的這項新研究表明，在不需要同位素分離的情況下，可以在快速光譜反應(yīng)堆中實現(xiàn)LLFP的有效嬗變。通過添加稱為氘化釔(YD2)的慢化劑(或減速材料)，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)LLFP嬗變效率在反應(yīng)器的徑向覆蓋層和屏蔽區(qū)域中增加。研究人員表示，這是因為主持人“能夠軟化從核心泄漏的中子譜”。

千葉和他的同事專注于六種LLFP：硒-79，鋯-93，锝-99，鈀-107，碘-129和銫-135。計算表明，這些LLFPs的有效半衰期可以大大減少，從而可以有效降低長冷卻時間域的總放射毒性。

在這種實驗中，支持率(即，嬗變率與生產(chǎn)率的比率)是嬗變效率的重要指標(biāo)。該團(tuán)隊表明，所測試的所有六種LLFP均達(dá)到1.0以上的支持率，這代表了之前研究結(jié)果的巨大改進(jìn)。

研究人員表示，使用他們的方法，目前在日本儲存的17,000噸LLFP可能會使用10個快速光譜反應(yīng)堆進(jìn)行處理。他們的方法還有助于發(fā)電和支持核不擴(kuò)散的努力。

技術(shù)用詞

[1]長壽命裂變產(chǎn)物(LLFPs)：核裂變產(chǎn)生的半衰期長的放射性物質(zhì)。該研究涉及LLFPs硒-79，鋯-93，锝-99，鈀-107，碘-129和銫-135。

[2]次act系元素(MAs)：在核燃料中合成的元素，如鈾和钚，如ne，americ和cur。

[3]嬗變：由中子俘獲引起的變化導(dǎo)致LLFP轉(zhuǎn)化為短壽命或非放射性核素。