13.06.2016 в 15:37
Ученые изучают новый материал, способный помочь в переработке ядерного топлива и уменьшении количества отходов за счет захвата определенных газов, высвобождающихся в процессе.
Существующие в данной области технологии, согласно статье eurekalert.org, работают при невероятно низких, энергоемких температурах. Рассматриваемый материал может предложить более рентабельные условия, лучше подходящие для коммерческого применения. В статье, опубликованной в Nature Communications, экспериментаторы и разработчики компьютерных моделей рассматривали характеристики металлоорганических структур.
Переработка ядерного топлива позволяет повторно использовать уран и плутоний. Одним из основных этапов процесса является сбор радиоактивных газов ксенона и криптона. Современные технологии используют для этого криогенные методы, отличающиеся энергоемкостью и дороговизной. Международная команда исследователей, включающая Правина Таллапалли, Мачея Харанчика из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и других специалистов, попытались внедрить в методику металлоорганические структуры (МОС), которым не требуются сверхнизкие температуры. Для выбора лучшего материала они проанализировали 125 000 возможных вариантов. Компьютерное моделирование позволило выяснить, что оптимальным решением будет применение МОС SBMOF-1 с порами, близкими по размеру к атому ксенону. Эксперименты показали, что материал захватывает газ до достижения насыщения. При отсутствии ксенона МОС удерживает криптон. SBMOF-1 удерживал более 85% объема газа в условиях высокой влажности, что выгодно отличает его от криогенных методик. Материал сохранял первоначальные характеристики после 10 циклов использования.
На следующем этапе ученые намерены продолжить изучение SBMOF-1, основываясь на полученных данных. Они предполагают, что материал сможет захватывать и другие благородные газы, вроде радона.
