Tái chế chất thải hạt nhân bằng phân tử

Do tình trạng nóng lên toàn cầu, năng lượng hạt nhân không phát thải khí cácbon đang trở nên phổ biến hơn và theo đó, những lo ngại về nhiên liệu uranium đã qua sử dụng cũng tăng lên.

Dự án lớn về chôn lấp chất thải vĩnh viễn, Yucca Mountain đã ngừng hoạt động và mặc dù nhiên liệu uranium được sử dụng lần đầu tiên trong lò phản ứng hạt nhân chỉ lấy được 5% năng lượng, song các nhà máy điện nguyên tử ở Hoa Kỳ vẫn không tái sử dụng nhiên liệu này. Nguyên nhân là do dạng phổ biến nhất của uranium là ion uranyl rất khó phân tách từ các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng. Tuy nhiên, một phân tử mới có tên Pac-Man sẽ giúp giải quyết khó khăn trên.

Loại phân tử mà các nhà khoa học ở Đại học Edinburgh, Scotland tạo ra có dạng mạch vòng. Nó giống như một bộ răng hàm và khi tiếp xúc với chất uranyl, nó sẽ “ăn” phần lớn các ion.

Nhờ vậy, cấu trúc của uranyl sẽ bị suy yếu giúp thanh nhiên liệu đã cháy dễ dàng phản ứng với các chất có khả năng dễ tách lọc hơn ra khỏi chất thải, không gây ô nhiễm môi trường.

Các nhà nghiên cứu còn đưa ra nhiều thách thức khác cần vượt qua trước khi các phân tử Pac-Man có thể sử dụng rộng rãi. Ví dụ, phân tử mạch vòng trên không có tác dụng tốt trong môi trường nước và không khí. Song các nhà khoa học cho rằng kết quả nghiên cứu trên sẽ mở ra một kỷ nguyên mới - kỷ nguyên năng lượng hạt nhân thân thiện môi trường.