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日本找到放射性废弃物处理新方法

【发布时间:2016-03-01】    【信息来源:科技日报

  日本理化学研究所近日公布,该所研究小组利用重离子加速器,提取出放射性废弃物的主要成分铯-137和锶-90的不稳定核射束,在世界上首次得到了核散裂反应的数据。

  处理核电站等产生的放射性废弃物是世界性难题。为了解决放射性废弃物问题,需把长寿的放射性核素有效转换为稳定核素或短寿核素,开发出减弱放射能的方法,而取得核反应数据是开发这一新方法的基础。

  长寿放射性核素大致分为铀燃料中子俘获过程中生成的小型锕系,以及铀核裂变中生成的裂变产物两种类型。小型锕系是利用快中子增殖反应堆和加速器驱动型原子反应堆得到的,经过长期研究,它能蓄积大量基础性系统性反应数据。而核裂变生成物的核转换相关数据极少,有效的放射能弱化技术开发迟缓。

  研究小组发现铯-137(半衰期30.1年)和锶-90(半衰期28.8年)的热中子捕获反应很难进行核转换。他们利用重离子加速器以铯-137和锶-90射束照射质子和氚核标靶的逆反应法取得了相关数据。

  实验结果显示,铯-137和锶-90射束照射质子和氚核引起散裂反应的概率与热中子捕获反应相比,铯-137约为4倍,锶-90约为100倍。氚核与质子相比,发生散裂反应的概率约为2倍,亦有使射束核素变轻的能力。这意味着在散裂反应法中不仅质子,使用氘核束也有效。研究小组进一步发现,反应后的原子核为稳定核或半衰期为一年以下的短寿命核的概率,铯-137为89%,锶-90为96%。

  该研究成果有望大幅降低高放射性核废弃物的危害,使之变成有用资源。该研究成果将于3月1日刊发在《物理学快报B》杂志上。

  

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