Проводя исследования в области ионного обмена между различными материалами, исследователи из Северо-западного университета обнаружили материал, который способен улавливать ионы радиоактивного цезия, материала, который представляет собой наибольшую опасность среди прочих материалов, составляющих радиоактивные отходы ядерных электростанций. Этот материал, представляющий собой смесь, состоящую, в основном, из галлия, серы и сурьмы, обладает высокой селективностью поглощения ионов цезия и способен в идеале отфильтровать 100% цезия, содержащегося в ядерных отходах.
Основной трудностью фильтрации и обезвреживания ядерных отходов является высокое процентное содержание количества ионов натрия к ионам цезия, которое, иногда, достигает значения 1000:1. Для очистки ядерных отходов сейчас используется растворение их в обычной воде с последующей химической обработкой, что, в свою очередь, увеличивает объем этих отходов и, следовательно, увеличивает площади и объемы специальных хранилищ для их хранения. Фильтрующий материал "Venus Flytrap" способен помочь убрать "иголки" цезия из "стога сена" натрия, избавив от необходимости использования воды, которая при этом безвозвратно теряется.
Проведенные в лаборатории опыты на сплаве, содержащем большое количество натрия и цезий, составом своим походящий на основную массу радиоактивных отходов, показали, что после фильтрации расплав оказался полностью свободным от ионов цезия и совершенно перестал быть радиоактивным. Материал "Venus Flytrap" представляет собой многослойную пористую структуру, имеющую множество крошечных пор. Когда поток расплавленного или растворенного в воде материала проходит сквозь эти поры, происходит ионный обмен, в котором ионы цезия заменяют ионы серы материала, после чего они так и остаются в связанном состоянии. В то время ионы натрия беспрепятственно проходят сквозь фильтрующий материал, не подвергаясь процессу ионного обмена.
Помимо процесса очистки отходов от радиоактивного цезия, который поможет сократить площади хранилищ и расходы на хранение радиоактивных ядерных отходов, эта технология позволит так же получать небольшие количества чистого цезия, который используется в качестве источника радиоактивного излучения во многих научных и промышленных измерительных приборах.
