De plutoniumproductie in de Koude Oorlog zorgde voor complexe afvalstoffen. Verglazing van het afval voor definitieve opslag wordt bemoeilijkt door aluminium uit de opwerking van splijtstof. Weten hoe aluminiumdeeltjes zich gedragen in hoogradioactieve vloeistoffen is van vitaal belang. Hier, onderzoek gericht op vochtige deeltjes suggereert dat de bulkeigenschappen van de deeltjes niet substantieel veranderen bij radiolyse. Gamma-radiolyse leidde tot de vorming van waterstof uit het geadsorbeerde water, waarbij de zuurstofatomen op het oppervlak achterbleven of in de massa intercaleerden.

Op de Hanford-site in de staat Washington, hoogradioactief afval bevat grote hoeveelheden op aluminium gebaseerde deeltjes. Al decenia, deze deeltjes zijn blootgesteld aan hoge doses ioniserende straling. Ingenieurs moeten de door straling veroorzaakte modificaties begrijpen om het oplossen van deeltjes en verwijdering uit het afval te vergemakkelijken. Voor degenen die proberen het afval te verwijderen, de resultaten van het onderzoek bevestigen de noodzaak om zowel rekening te houden met de onverwachte chemie en fysica op het grensvlak tussen vast en water als met de oplosbaarheid in bulk van de aluminiumfasen.

Op de Hanford-site, het sterk alkalische afval bevat aluminiumhydroxiden en oxyhydroxiden, zoals gibbsiet (Al(OH)3) en boehmiet (AlO(OH)). Deze vaste stoffen moeten vóór verglazing worden verwijderd. De aluminiumverbindingen verminderen de stabiliteit van het verglaasde afval door de precipitatie van nepheline. Het aluminium zit vaak in fijne deeltjes die als slurries in processtromen worden meegevoerd. Deze kleine deeltjes kunnen de afvalstroom verstoren.

Bij het Interfacial Dynamics in Radioactive Environments and Materials (IDREAM) Energy Frontier Research Center, onderzoekers onderzoeken de radiolytische stabiliteit van aluminiumhydroxiden en oxyhydroxiden, waar de radiolyse-effecten op het grensvlak vast-water kunnen worden onderscheiden van stralingsschade aan het bulkmateriaal.

In dit onderzoek, gibbsiet en boehmiet werden bestraald tot 2 MGy met behulp van gammastralen en tot 175 MGy met alfadeeltjes (afzonderlijk) en vervolgens geanalyseerd met een reeks bulk- en oppervlaktegevoelige karakteriseringstechnieken.

In ieder geval, vergelijking van röntgendefractie en Raman-spectroscopie (die gevoelig zijn voor de bulkstructuur) voor ongerepte en bestraalde monsters toonde weinig verandering als gevolg van radiolyse. Om deze monsters verder te bestuderen, het team gebruikte röntgenfoto-elektronspectroscopie (XPS) en totale elektronenopbrengst (TEY) Röntgenabsorptie nabij randstructuurspectroscopie (XANES). In deze gevallen, bewijs voor oppervlaktespecifieke veranderingen werd onthuld voor monsters die waren bestraald met alfadeeltjes en met gammastralen. Verdere karakterisering met XPS van gibbsiet en boehmiet duidde op reductie van het oppervlak aluminium(III) tot aluminiummetaal evenals de vorming van niet-stoichiometrische zuurstof bij bestraling met alfadeeltjes. Aluminium K-edge XPS en TEY XANES onthulden de vorming van zuurstofgecentreerde defecten. Deze resultaten zijn waarschijnlijk te wijten aan het verlies van waterstof uit de hydroxyl (OH) groepen en herschikking van de resterende atomen.

Het oppervlak blijkt gevoelig te zijn voor radiolyse met weinig effect op het stortgoed.