Uit thorium en boor kun je een ionenwisselaar bouwen die selectief technetiumoxide uit vloiebaar radioactief afval vist. Dat lost een gigantisch milieuprobleem op, claimen Thomas Albrecht-Schmitt en collega’s (University of Notre Dame, VS) in het tijdschrift Advanced Functional Materials.

Het gaat dan vooral over de isotoop technetium-99, die ontstaat bij de splijting van uranium-235. Naar schatting is er sinds 1943 wereldwijd 305 ton van geproduceerd, waarvan het overgrote deel zich bevindt in diverse opslagplaatsen voor radioactief afval. En gezien de halfwaardetijd van 211.000 jaar ligt het daar ook nog wel even, tenzij er actief wordt ingegrepen.

De nieuwe ionenwisselaar heeft de naam NDTB-1 meegekregen, wat staat voor Notre Dame Thorium Borate-1. Dechemische samenstelling is [ThB₅O₆(OH)₆][BO(OH)₂]·2.5H₂O; het is dus een puur anorganisch materiaal. Het heeft de interessante eigenschap dat het uitkristalliseert tot een regelmatig tetraëdrisch raamwerk met heel ruime poriën.

Die poriën blijken selectief TcO₄^- -anionen op te nemen, tot een maximum van 162,2 mg per gram. Andere anionen die in grote aantallen in vloeibaar radioactief afval voorkomen, zoals Cl^-, NO₃^-, and NO₂^-, blijven er juist niet in hangen. Albrecht-Schmitts experimenten, onder meer met NMR, tonen aan dat dit komt doordat TcO₄^- in de hoeken en gaten van de poriën blijft steken. Kleinere anionen blijven binnen het kristal mobiel en spoelen er dus net zo gemakkelijk weer uit.

Achteraf kun je het TcO₄^- er wel weer vrij gemakkelijk uit krijgen door uitwisseling met niet-radioactieve anionen die ongeveer even groot zijn maar een hogere lading hebben, zoals PO₄^3- en SeO₄^2-.

Bij labproeven wist NDTB-1 maar liefst 96 procent van het ⁹⁹Tc uit een oplossing te krijgen. Het wachten is nu op een tests op veel grotere schaal.

bron: Notre Dame