giovedì 18 settembre 2008

uranio decafeinato, riciclaggio delle scorie radioattiva

Negli Stati Uniti si appresta a diventare operativo un sistema di riciclaggio delle scorie ispirato a un procedimento impiegato per ottenere il caffè decaffeinato, e finalizzato in questo caso a recuperare uranio arricchito dalle ceneri dei rifiuti radioattivi, per renderlo nuovamente utilizzabile come combustibile nei reattori delle centrali nucleari, contribuendo nello stesso tempo alla tutela dell’ambiente. Necessità che, insieme alle implicazioni economiche dell’opzione nucleare, fa da sfondo anche oltreoceano al dibattito su questa fonte energetica. Messo a punto nel corso di vent’anni da Chien Wai, professore di chimica dell’Università dell’Idaho, il procedimento si serve di un fluido supercritico, nella fattispecie l’anidride carbonica, per dissolvere metalli tossici. La sostanza impiegata a tale scopo viene infatti portata a temperatura e pressione alle quali presenta proprietà tanto di gas quanto di liquido: quando la pressione viene poi riportata a valori normali, l’anidride carbonica diventa un gas ed evapora, lasciando dietro di sé solo il metallo estratto, grazie al fatto che nello stato supercritico la sostanza può muoversi come un gas all’interno delle ceneri, e dissolvere i composti agendo come liquido. Si tratta per l’appunto di una tecnologia impiegata per decenni per rimuovere la caffeina dal caffè senza pregiudicarne l’aroma, dato che non richiede l’uso di solventi. Circa il 10 per cento del peso delle ceneri radioattive è rappresentato da uranio arricchito riutilizzabile, del valore di milioni di dollari, che attende dunque di essere recuperato. Secondo le previsioni, un impianto basato su questa tecnologia entrerà in funzione negli Stati Uniti nel 2009, e Wai è convinto che questo sistema sia solo all’inizio: egli sta infatti lavorando per renderlo ancora più ecocompatibile, trovando il modo di riciclare altri tipi di rifiuto radioattivo.


Se dal punto di vista scientifico si tratta di un processo già noto, la novità consiste piuttosto nell’uso di un fluido supercritico applicato alle ceneri dei rifiuti radioattivi. Esiste una regione, definita di supercriticità, nella quale i fluidi, in determinate condizioni di pressione e temperatura, sono gas che si comportano da liquidi, facendone propria la densità. L’anidride carbonica, in particolare, viene impiegata perché svolge questa funzione a pressioni modeste e facilmente raggiungibili.

I rifiuti radioattivi contaminati, se sono bruciabili, vengono inceneriti per ridurne il volume, ma le ceneri sono ancora un rifiuto, che si può ulteriormente ridurre estraendone l’uranio arricchito, un prodotto pregiato perché si usa nei reattori nucleari, e il cui smaltimento è sempre un problema dato che, essendo materia prima per un possibile uso non pacifico, deve avvenire in condizioni sorvegliate che generano dei costi. Evidentemente, perché l’operazione sia davvero conveniente, l’impianto che si pensa di realizzare negli Stati Uniti dovrà avere un costo minore del valore dell’uranio arricchito che si prevede di recuperare.

I ricercatori statunitensi pensano di poter andare oltre il recupero di uranio arricchito.
Questo sarà possibile perché non è l’anidride carbonica supercritica a dissolvere direttamente l’uranio, ma il legante, una molecola che circonda l’atomo di uranio permettendone l’estrazione. Cambiando opportunamente legante, si possono estrarre selettivamente altri elementi, tra i quali il plutonio, che si ricicla nei reattori ora disponibili.

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