Fonte: Le Scienze http://lescienze.espresso.repubblica.it
Una trappola selettiva per il cesio radioattivo
Un nuovo materiale ha dimostrato di poter sequestrare fino al 100 per cento del cesio radioattivo da una soluzione, senza interagire con gli ioni sodio
Così come fanno certe piante carnivore, un nuovo materiale sviluppato dalla Northwestern University intrappola permanentemente solo la sua “preda”: lo ione di cesio radioattivo e non altri ioni inoffensivi come il sodio.
Il materiale sintetico, realizzato con strati di composti di gallio, zolfo e antimonio, è infatti molto selettivo e dovrebbe permettere, come indicato dai ricercatori della Northwestern, la rimozione del cesio dalle scorie nucleari, un compito assai arduo con le attuali tecniche.
Si tratta in sostanza di un materiale poroso con gli atomi disposti in una struttura stratificata con molte “finestre” per promuovere un rapido scambio di ioni. È lo stesso atomo di cesio, infatti, che innesca un cambiamento strutturale nel materiale, causando la repentina chiusura dei suoi pori, intrappolando così gli ioni al suo interno.
Inizialmente, il materiale contiene cationi organici. Quando esso viene in contatto con il liquido, i cationi lasciano il materiale attraversando le fessure, e gli ioni di cesio possono penetrare. Alla fine del processo, il materiale contiene sono ioni di cesio e nessun catione organico.
Secondo quanto riportato in un articolo pubblicato sulla rivista Nature Chemistry, il materiale ha dimostrato di poter sequestrare fino al 100 per cento del cesio radioattivo da una soluzione, senza interagire con gli ioni sodio.
“In linea di principio, vorremmo concentrare il materiale radioattivo in modo da poterlo gestire in modo appropriato e poter asportare l’acqua non radioattiva”, ha spiegato Mercouri G. Kanatzidis, professore di chimica del Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern e autore senior dell’articolo. “Una nuova classe di materiali che trae vantaggio da questo stesso meccanismo potrebbe portare a nuovi e importanti processi nello smaltimento delle scorie radioattive.”
Catturare solo il cesio in una grande quantità di scorie nucleari liquide è come cercare un ago in un pagliaio, ha aggiunto il ricercatore. Esse hanno infatti una concentrazione di sodio molto più alta rispetto a quella del cesio, con un rapporto di circa 1000 a 1. La difficoltà estrema nel ottenere questa selettività è la ragione principale per cui non esiste una soluzione soddisfacente per la rimozione del cesio. (fc)