Científicos de la Universidad Estatal Lomonósov de Moscú descubrieron un método que podría mejorar el reprocesamiento del combustible nuclear gastado y ayudar a reducir los riesgos asociados a la eliminación de materiales radioactivos. El proceso implica una forma rentable y segura de extraer compuestos de uranio de los desechos al interior de los reactores nucleares, explicó este lunes en un artículo la institución educativa.
El proceso básico de un reactor nuclear consiste en bombardear con neutrones a un isótopo de uranio-235, que es extremadamente radioactivo. Como resultado, este último se divide en dos 'núcleos hijos' más ligeros (fisión nuclear) y libera dos o tres neutrones que, al impactar contra otros núcleos de U-235, provocan una reacción en cadena que libera energía. Cuando el reactor deja de funcionar, en el combustible nuclear gastado quedan radionucleidos con distintos grados de actividad, algunos de los cuales pueden recuperarse y utilizarse de nuevo, como es el caso del uranio, mientras que otros deben eliminarse adecuadamente para no dañar el medio ambiente.
En este contexto, y para su propósito de recuperación, un equipo de los departamentos de Radioquímica y Química Orgánica y Física creó un compuesto a base de fenantrolina que ha demostrado gran capacidad para unirse al uranio y separarlo con gran facilidad del resto de metales pesados.
"El uranio que obtenemos del combustible nuclear gastado contiene más isótopo activo 235 que las muestras naturales, lo que nos permite seguir utilizándolo con un menor coste de enriquecimiento", explica Svetlana Gutorova, una de las autoras del trabajo, publicado en la revista Inorganic Chemistry.
El método que están explorando los científicos es una alternativa a la tecnología estándar que la industria utiliza (PUREX) para procesar el uranio, e implica una fase adicional denominada GANEX, en la cual el compuesto orgánico derivado de la fenantrolina se encarga de la extracción selectiva en soluciones de ácido nítrico, gracias a su capacidad para formar enlaces iónicos con el uranio.
"El compuesto puede 'agarrar' cantidades macroscópicas de uranio, y cada unidad del agente de extracción puede enlazarse con dos unidades de uranio. Una de las partículas es atraída por la parte catiónica cargada positivamente del complejo y la otra por la parte aniónica cargada negativamente. Con concentraciones más pequeñas de uranio en muestras modelo, ningún equipo ha observado este efecto antes", aseguró Gutorova.
Luego de experimentar en combustible gastado simulado en laboratorio, los expertos pasaron a probar su método a nivel industrial, donde encontraron su compuesto más eficiente de lo esperado. Ahora, planean probar compuestos similares para ver si podrían funcionar de manera aun más efectiva, a la espera de lograr una sustancia química que pueda unirse exclusivamente al uranio, y no al plutonio; lo que simplificaría su reutilización en los reactores.
