Az Egyesült Államok Energetikai Minisztériumához tartozó Argonne Nemzeti Laboratóriumban nagyon kockázatos nukleáris anyagok újrahasznosításával is foglalkoznak. A tevékenységhez ma már használják a 3D nyomtatást.
Korábban is értek el sikereket ezen a területen, például egy atomreaktor által használt üzemanyag 95 százalékát hasznosították újra. A szám döbbenetes, csakhogy a maradék 5 százalékkal szintén kellene kezdeni valamit. A kutatók ezen dolgoznak, mert előbb-utóbb szeretnék elérni a bűvös 100 százalékot.
Egy tanulmányban elmagyarázzák, hogy atommaghasadással hogyan hasznosíthatók újra bizonyos izotópok, amellyel további 2 százalék nyerhető.
„5 százalék többszázezer éven keresztüli tárolása helyett a maradék 3-at maximum ezer évig kellene, azaz ezzel a kiegészítő lépéssel az idő drasztikus csökkentése a cél. A nukleáris anyag negyedik generációs gyors reaktorban történő lebontásával pluszelektromosság generálható” – magyarázza Andrew Breshears, az egyik kutató.
A célt az amerícium és a kűrium a lantanoidák néven ismert ritka fémektől történő elválasztásával érték el. Additív gyártással megvalósították, hogy tesztcsövek helyett nagyobb volumenben tudtak dolgozni. A vegyi anyagokat elválasztó folyamatok újratervezésekor az elkülönülő elemeket laboratóriumi és ipari szinten is összekapcsoló úgynevezett „kontaktorokat” nyomtattak.
A 36 lépésből álló folyamat végeredményeként az aktonoidákat (a periódusos rendszer 90. és 103. közötti elemei, például az amerícium és a kűrium) sikeresen elválasztották az 57-71 rendszám közötti lantanoidáktól. A művelet azért ennyire bonyolult, mert azonos oxidációs állapotuk miatt nehéz a szétválasztás. A megvalósításban a 3D nyomtatás rugalmassága sokat segített.
„Ha egy rész elromlik, könnyű újranyomtatni és helyettesíteni, azaz a folyamatból kivehetők, de hozzá is adhatók lépések” – állítja Peter Kozak, vegyész.
Breshears szerint „minél jobban szétválasztják az aktonoidákat, környezeti hatásuk annál inkább csökkenthető.”
