Almacenamiento seguro de residuos nucleares, nuevas formas de generar y almacenar hidrógeno, y las tecnologías para capturar y reutilizar los gases de efecto invernadero son posibles efectos secundarios de un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Guelph.

Publicado recientemente en Informes científicos , el estudio implicó el primer uso de antimateria para investigar procesos relacionados con el posible almacenamiento a largo plazo de desechos de reactores nucleares, dice el autor principal y profesor de química Khashayar Ghandi.

En última instancia, la investigación puede ayudar a diseñar bóvedas subterráneas más seguras para el almacenamiento permanente de desechos radiactivos. incluidos los desechos de las plantas de energía nuclear de Ontario. Estas instalaciones producen casi dos tercios de las necesidades energéticas de la provincia.

"La energía nuclear proporciona una fuente limpia de electricidad. Sin embargo, es necesario hacer frente a los residuos nucleares de los reactores que generan electricidad, "dijo Ghandi.

En la actualidad, Los haces de combustible nuclear usados, todavía altamente radiactivos, se guardan en bóvedas en almacenamiento temporal.

A largo plazo, los expertos apuntan a utilizar repositorios geológicos profundos para sepultar permanentemente el material. Enterrado en formaciones rocosas a cientos de metros bajo tierra, los contenedores de combustible se colocarían en barreras naturales y de ingeniería, como arcillas, para proteger a las personas y al medio ambiente de la radiación.

Se necesitan casi 100 000 años para que la radiactividad de los desechos nucleares vuelva al nivel del uranio natural en el suelo. "Es importante comprender las condiciones más seguras para dichos sistemas de almacenamiento, "dijo Ghandi.

Él y sus estudiantes trabajaron con colaboradores de la Comisión de Energía Atómica y Energías Alternativas de Francia. Los reactores nucleares proporcionan más del 75 por ciento de las necesidades energéticas de Francia.

El equipo estudió la química de la radiación y la estructura electrónica de los materiales a escalas más pequeñas que los nanómetros. o millonésimas de milímetros.

Prepararon muestras de arcilla en capas ultrafinas en su laboratorio de U de G. Trabajando en el acelerador de partículas TRIUMF en Vancouver, el equipo bombardeó las muestras con partículas subatómicas de antimateria llamadas muones positivos.

Basado en estas primeras mediciones en el acelerador, él dijo, El sistema del equipo es una herramienta probada que permitirá realizar estudios de radiación del material que se utilizará para almacenar desechos nucleares. Eso es importante para Canadá donde la industria nuclear busca construir su primer depósito geológico a mediados de siglo.

"Este sistema ahora se puede aplicar junto con otras medidas para determinar y ayudar a diseñar potencialmente el mejor material para contenedores y barreras en la gestión de residuos nucleares".

Ghandi dijo que el estudio también mostró propiedades interesantes de las arcillas que pueden hacerlas útiles en otras industrias. Las arcillas pueden servir como catalizadores para cambiar los productos químicos de una forma a otra, un beneficio para las empresas petroquímicas que fabrican diversos productos a partir del petróleo. Otras industrias pueden utilizar arcillas para capturar gases que provocan el calentamiento global, como el dióxido de carbono, y utilizar esos gases para fabricar nuevos productos.

Las arcillas también pueden combinarse con otros compuestos para ayudar a almacenar hidrógeno como fuente de energía limpia.

En todos los casos, Ghandi dijo:Los hallazgos del equipo de investigación proporcionan una nueva forma de estudiar los materiales sub-nano y los procesos químicos en entornos confinados.