زباله هستهای دیگه مشکل نیست! آمریکا با فناوری جدید ۹۹.۷ درصد خطر رو حذف کرد
به گزارش تجارت نیوز، زبالههای هستهای دهههاست یکی از بزرگترین چالشهای انرژی جهان محسوب میشوند. این مواد میتوانند هزاران سال رادیواکتیو باقی بمانند و نگهداری ایمن آنها نیازمند فناوریهای پیچیده و پرهزینه است. اکنون پژوهشگران در آزمایشگاه ملی توماس جفرسون گامی مهم برای حل این مشکل برداشتهاند؛ آنها در حال ساخت سامانهای هستند که میتواند ماهیت زبالههای هستهای را تغییر دهد و مدت خطرناک بودن آنها را بهطور چشمگیری کاهش دهد.
مشکل دیرینه زبالههای هستهای
انرژی هستهای همواره میان مزایا و معایب خود گرفتار بوده است. از یک سو، این انرژی میتواند بدون تولید کربن برق تولید کند، اما از سوی دیگر، هزینههای بالا، خطر بروز حوادث و تولید مواد زائد خطرناک باعث شده بسیاری آن را گزینهای بحثبرانگیز بدانند.
در حال حاضر هزاران تُن سوخت مصرفشده جامد از نیروگاههای هستهای در سراسر جهان ذخیره شده و میلیونها لیتر زباله مایع رادیواکتیو ناشی از برنامههای تسلیحاتی در مخازن موقت نگهداری میشود. برخی از این مواد از دهه ۱۹۴۰ تاکنون ذخیره شدهاند و هنوز راهحل دائمی برای آنها وجود ندارد.
فناوری شتابدهنده برای «سوزاندن» زباله هستهای
دانشمندان این آزمایشگاه در حال توسعه یک سامانه موسوم به ADS هستند که هدف آن تبدیل ایزوتوپهای رادیواکتیو با عمر طولانی به ایزوتوپهایی با عمر کوتاهتر است. این فناوری میتواند زمان موردنیاز برای ذخیرهسازی زبالههای هستهای را تا ۹۹.۷ درصد کاهش دهد.
در این روش، شتابدهنده ذرات با استفاده از پرتوهای پروتون پرانرژی به یک هدف فلزی سنگین مانند جیوه مایع برخورد میکند. این برخورد فرآیندی به نام اسپالاسیون ایجاد میکند که طی آن نوترون تولید میشود. سپس این نوترونها به زبالههای هستهای برخورد میکنند و عناصر خطرناک را میشکنند و به مواد پایدارتر یا کوتاهعمر تبدیل میکنند.
واکنشهای شکافت حاصل از این فرآیند گرما تولید میکنند که میتوان آن را به برق بدون کربن تبدیل کرد. در صورت موفقیت، این فناوری میتواند زمان جداسازی موردنیاز برای زبالههای هستهای را از حدود ۱۰۰٬۰۰۰ سال به تنها ۳۰۰ سال کاهش دهد.
پروژه ۸.۱۷ میلیون دلاری برای بهبود شتابدهنده
این طرح با بودجه ۸.۱۷ میلیون دلاری برنامه برنامه NEWTON پشتیبانی میشود. هدف این برنامه توسعه حفرههای فرکانس رادیویی ابررسانا با راندمان بالا است؛ بهویژه طراحی حفرههای نیوبیوم–قلع برای شتابدهندههای خطی پروتون پرقدرت.
شتابدهندههای سنتی برای رسیدن به دماهای ابررسانا به سیستمهای خنککننده بسیار گران نیاز دارند. اما در فناوری جدید، پوشاندن حفرههای نیوبیوم با لایهای نازک از قلع، مادهای ابررسانای ترکیبی ایجاد میکند که میتواند میدانهای مغناطیسی قدرتمند تولید کند. این نوآوری امکان دستیابی به حالت ابررسانایی در دماهای بالاتر از ۱۸ کلوین را فراهم میکند و هزینهها را کاهش میدهد.
روشهای فعلی ذخیرهسازی زباله هستهای
در حالی که فناوری جدید هنوز در مرحله تحقیق و بهینهسازی است، کشورها روشهای دیگری برای مدیریت زبالههای هستهای دنبال میکنند. برای نمونه، در سال ۲۰۲۴ کشور فنلاند از مخزن دائمی عمیق زمینشناسی اونکالو رونمایی کرد؛ نخستین تاسیسات جهان که برای ذخیره بلندمدت زبالههای سطح بالا طراحی شده است. این مخزن در جزیره اولکیلوتو و در عمق بیش از ۴۰۰ متر در بستر سنگی پایدار ساخته شده و از سامانه چندلایه KBS-3 استفاده میکند که سوخت مصرفشده را تا ۱۰۰٬۰۰۰ سال ایزوله نگه میدارد.
این روش شامل قرار دادن سوخت در محفظههای مسی، احاطه آن با خاک رس بنتونیت و سپس مهروموم کردن در تونلهای سنگی است. این پروژه که توسط پوسیوا اداره میشود، بیش از ۲۵ سال در دست توسعه بوده است.
کشور سوئد نیز در اکتبر سال گذشته ساخت مخزن مشابهی را آغاز کرد و حدود دوازده کشور اروپایی دیگر در حال برنامهریزی برای ایجاد مخازن عمیق زمینشناسی هستند. در آمریکا نیز طرحی برای ذخیره زبالهها در زیر کوه یوکا در عمق حدود ۳۰۰ متر زیر زمین و ۳۰۰ متر بالاتر از سطح آبهای زیرزمینی مطرح شده، هرچند این پروژه به دلیل تغییرات سیاسی متوقف شده است.
در حال حاضر بسیاری از زبالهها در همان محل تولید یعنی نیروگاهها و مراکز پردازش ذخیره میشوند. تنها در تاسیسات هانفورد بیش از ۲۰۰ میلیون لیتر زباله مایع رادیواکتیو شامل مایع، رسوب و لجن در مخازن منتظر پردازش باقی مانده است.
آینده انرژی هستهای و چالش زبالهها
با وجود نگرانیها، انرژی هستهای دوباره در حال رشد است. پیشبینی میشود ظرفیت جهانی نیروگاههای هستهای تا سال ۲۰۵۰ بیش از دو برابر شود و به بیش از ۱۰۰۰ گیگاوات برسد. این رشد ناشی از اهداف کاهش کربن، افزایش تقاضای برق بهویژه از سوی مراکز داده هوش مصنوعی و تلاش کشورها برای امنیت انرژی است.
انتظار میرود حدود نیمی از توسعه ظرفیت جهانی تا سال ۲۰۵۰ متعلق به چین باشد و ناوگان هستهای این کشور احتمالا تا سال ۲۰۳۰ از آمریکا پیشی خواهد گرفت. چین در حال ساخت بیش از ۳۰ راکتور جدید است که تقریبا یکسوم پروژههای در حال ساخت جهان را تشکیل میدهد. این کشور همچنین سرمایهگذاری گستردهای روی راکتورهای نسل سوم و چهارم و راکتورهای مدولار کوچک انجام داده است.
در کنار چین، نزدیک به ۵۰ کشور از جمله مصر، بنگلادش و ترکیه در حال بررسی یا برنامهریزی برنامههای هستهای هستند که میتواند تا سال ۲۰۵۰ حدود ۱۶۰ گیگاوات به ظرفیت جهانی اضافه کند.
مطالعه بیشتر: وزیرجهاد و کشاورزی: میوه شب عید ۳ برابر سال گذشته تامین شده است
فناوری شتابدهنده جدید میتواند نقطه عطفی در حل یکی از بزرگترین مشکلات انرژی هستهای باشد: مدیریت ایمن زبالههای رادیواکتیو. اگر این سیستم بتواند همانطور که پیشبینی شده عمر خطرناک زبالهها را تا ۹۹.۷ درصد کاهش دهد، نهتنها هزینه و خطر ذخیرهسازی کاهش مییابد، بلکه پذیرش عمومی انرژی هستهای نیز افزایش پیدا میکند. با توجه به رشد سریع ظرفیت هستهای جهان، چنین نوآوریهایی ممکن است نقش تعیینکنندهای در آینده تامین انرژی پاک و ایمن ایفا کنند.
- ۲ بازديد
- ۰ نظر