Een nieuwe methode om radioactief afval van kerncentrales af te vangen is goedkoper en effectiever dan de huidige methodes, een potentiële zegen voor de energiesector, volgens nieuw onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

"Onze afvangmethode presteert veruit beter dan alle huidige technologieën en kan het landschap van energieproductie wereldwijd veranderen, " zei Timo Thonhauser, de computerfysicus van Wake Forest University in het onderzoeksteam.

De nieuwe moleculaire val, een metaal-organisch raamwerk (MOF) genaamd MIL-101-Cr, is ontwikkeld door wetenschappers onder leiding van Jing Li aan de Rutgers University, geanalyseerd door het laboratorium van Thonhauser in Wake Forest en gemeten door wetenschappers in het laboratorium van Yves Chabal aan de Universiteit van Texas-Dallas.

Deze unieke MOF verwijdert bijna alle radioactieve jodide uit gebruikte splijtstofstaven. Regelgeving in de VS vereist dat opwerkingsfabrieken 99,967 procent van de radioactieve jodiden van de staven schrobben. De MIL-101-Cr MOF verwijdert 99,979-99,984 procent.

MOF's zijn een relatief nieuwe klasse van materialen waarin metalen hoeken zijn verbonden door een organische linker.

"Dat wordt een heel raamwerk met lege ruimte in het midden, " legde Thonhauser uit. "Het lijkt een beetje op een spons."

De doorbraak kwam toen de onderzoekers van Rutgers "grijpers" aan de metalen hoeken van hun MOF bevestigden, het creëren van MIL-101-Cr, een industrieel adsorbens dat zeer goed is in het opvangen van een bepaald bijproduct van de productie van kernenergie:radioactief jodide. Deze stof is in verband gebracht met kanker bij mensen.

Als computationeel fysicus van het onderzoeksteam, Thonhauser, met postdoctoraal assistent Stephanie Jensen, deed theoretische tests van de MOF met behulp van een supercomputer. Hun doel was om te bepalen waarom en hoe de val werkt, zodat deze bij verdere tests kan worden verbeterd.

In feite, deze MOF is drie tot vier keer beter dan het huidige industriële adsorbens dat door kerncentrales wordt gebruikt. Het is ook goedkoper, omdat het niet afhankelijk is van een edel metaal zoals zilver om zijn hoeken te vormen.

Dat feit alleen al kan wereldwijd brandstofkosten besparen. Een rapport uit 2015 van de World Nuclear Association rangschikte de kosten van kernenergie in de VS lager dan die van steenkool, maar hoger dan die van aardgas.