Kärnenergi är ren, kraftfull, prisvärd, och nollutsläpp. En ny studie använder den kanadensiska ljuskällan (CLS) vid University of Saskatchewan för att säkerställa att avfall från kärnkraftverk förblir säkert och säkert i tusentals år framöver.

Projektet, leds av Dan Kaplan och Dien Li, forskare vid Savannah River National Laboratory i South Carolina, tittar på att lagra jod, som genereras vid användning av uran, även inom kärnkraftsproduktion.

Bland utmaningarna med jodhantering är dess långsamma sönderfallshastighet - den har en halveringstid på 16 miljoner år. Jod är flyktigt och mycket rörligt i miljön, gör inneslutning av avgörande betydelse för kärnavfallshanteringen.

För närvarande, kärnavfallsdeponeringsplatser använder Ag-zeolit ​​för att binda jod från kärnavfallsströmmar, som sedan kapslas in i betong för att förhindra urlakning.

"Vi vill se till att jod inte läcker ut på lång sikt så att vi kan lägga betongen under jord utan risk för allmänheten, " sa Li som bedriver ett brett spektrum av forskning fokuserat på gruvor och sanering av platsen.

Det som hittills har saknats är en detaljerad studie av hur effektiva olika typer av betong är på att innehålla jodlagrande Ag-zeolit, och vilka specifika former av jod som kan rinna ut med tiden.

Li och hans kollegor använde den avancerade tekniken som finns på CLS för att se vilken av två typer av betong som fungerar bäst på att innehålla tre olika kemiska former av jod. I synnerhet, de testade det mest använda avfallsinneslutningsmaterialet, som är betong med slagg. Slagg, han förklarade, är en kommersiellt tillgänglig kemisk blandning som till stor del består av kolaska som produceras vid koleldad kraftproduktion.

"CLS gjorde det möjligt för oss att exakt bestämma vilken typ av jod som är mest stabil och vilken form som kan läcka ut ur betongen, ", sa Li. Detta kommer att bidra till att förbättra jodhantering och bortskaffande på platser över hela världen.

Deras studie, publiceras i Miljö International , visade att cementen med slagg "har problem med långvarig inneslutning av jod, " samtidigt som de fungerar mycket bra på att innehålla andra radioaktiva grundämnen.

"Hantering av kärnavfall är mycket komplicerat, säger Li.

"Går vidare, det finns mycket mer forskning att göra, " sade han. "Mängden jodavfall kommer att fortsätta att öka så vi måste titta på ny teknik eller produkter för att se om de fungerar bra med andra föroreningar såväl som jod."