В будущем металл-органические структуры (MOF) смогут эффективно удалять летучие радиоактивные газы из отработанного ядерного топлива и таким образом сделают ядерную энергетику более безопасной и экологически чистой. Кроме того, появится возможность очищать от радиоактивных материалов аварийные ядерные реакторы.
Отработанное ядерное топливо может перерабатываться с целью восстановления расщепляющихся материалов и создания свежего топлива для атомных электростанций. Такие страны, как Франция, Россия и Индия, активно занимаются подобной переработкой, которая, к тому же, уменьшает объем высокоактивных отходов.
Американским ученым удалось разработать технологию разделения отработанного топлива, которая позволяет значительно увеличить качество переработки и уменьшить количество отходов.
Одной из основных проблем переработки является удаление и изоляция радиоактивных компонентов, которые не могут повторно использоваться в качестве топлива. Команда ученых сосредоточила внимание на удалении йода, изотопы которого имеют огромный период полураспада - 16 миллионов лет.
Исследователи изучили различные известные материалы, в том числе серебряный цеолит - кристаллический, пористый минерал с большой площадью поверхности и высокой механической, термической и химической стабильностью. Особая структура цеолита при добавлении серебра позволяет захватить и удалить радиоактивный йод из отработанного ядерного топлива.
Однако серебро стоит дорого и само по себе загрязняет окружающую среду, поэтому ученые попытались создать материал, работающий как цеолит, но без серебра. В итоге была создана металл-органическая структуры, названная ZIF-8. MOF является кристаллическим пористым материалом, в котором металлический центр связан с органическими молекулами в процессе химического синтеза. Белый порошок MOF изготавливается из относительно дешевых коммерчески доступных веществ, позволяет эффективно удалять радиоактивный йод и помещать его в стеклянные контейнеры для долговременного хранения.
