Alfastraling schiet kristalstructuur omhullend keramiek aan gort

Ingieten in keramiek en daarna begraven is wellicht toch niet zo’n betrouwbare manier om van hoogradioactief afval af te komen. De straling beschadigt het keramiek veel sneller dan men tot nu toe dacht, zo schrijven onderzoekers van de universiteit van Cambridge deze week in Nature.

Het probleem zit vooral in de alfastraling. Alfadeeltjes dringen weliswaar niet diep door in het keramiek, maar kunnen lokaal wel een aantal atomen van hun plek slaan. In plaats van kristalllijn wordt de structuur hierdoor amorf en glasachtig. Daardoor kan het materiaal gaan zwellen, en wordt de oplosbaarheid in water veel minder laag.

De groep van Ian Farnan heeft dit nu voor het eerst experimenteel uitgetest met zirkoonsilicaat waarin plutonium zat opgesloten. Met NMR-spectrometrie bepaalden ze hoeveel kristallijn en glasachtig materiaal er in de monsters zat. Op grond daarvan schatten ze dat elk alfadeeltje zo’n 5.000 atomen verplaatst. Dat is 2,5 tot 5 maal meer dan door berekeningen en computersimulaties was voorspeld.

Mogelijk bestaan er keramische materialen die beter tegen alfastraling kunnen. Maar het onderzoek suggereert wel dat de kennis van het gedrag van keramiek onvoldoende is om voetstoots aan te nemen dat radioactief materiaal er veilig in kan worden opgeslagen.

bron: news@nature