นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์ยูเรเรียมที่มีเลขมวลอะตอมต่ำที่สุดเท่าที่เคยมีมา
ซึ่งจะมาเป็นความหวังใหม่ของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ง่ายต่อการจัดการกากนิวเคลียร์
ความหวังใหม่ของพลังงานนิวเคลียร์ที่จะไม่ทิ้งปัญหาการจัดการกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
ยูเรเนียมเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่มนุษย์เรารู้จักกันดีในการนำมาเป็นเชื้อเพลิงที่ให้พลังงานในการผลิตไฟฟ้าหรือใช้งานตามที่มนุษย์เราต้องการ
แต่ปัญหาใหญ่ของพลังงานนิวเคลียร์ก็คือกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ยากต่อการจัดการ เพราะแม้ว่ามันจะมีอันตกิริยาที่น้อยลงจนไม่สามารถให้พลังงานมากพอที่เราต้องการแต่ก็ยังมีการแผ่รังสีที่เป็นอันตรายออกมาอย่างไม่หยุดหย่อน
ซึ่งปัจจุบันเราทำได้เพียงนำกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ไปจัดเก็บในพื้นที่ที่ห่างไกลจากผู้คนอย่างเช่นสถานที่กักเก็บกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใต้ดิน
สถานที่จัดเก็บกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใต้ดินที่ตั้งอยู่ในประเทศฟินแลนด์
ที่ต้องทำอย่างนี้เพราะการสลายตัวของธาตุยูเรเนียมให้กลายเป็นธาตุที่เสถียรและไม่มีการแผ่รังสีที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตนั้นใช้เวลายาวนานมาก
อย่างเช่น ยูเรเนียม-238 ซึ่งพบมากสุดในธรรมชาตินั้นมีระยะเวลาครึ่งชีวิตยาวนานถึง 4,500 ล้านปี ส่วนยูเรเนียม-235 ก็มีครึ่งชีวิตอยู่ที่ 700 ล้านปี (ครึ่งชีวิตคือระยะเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีสลายตัวจนเหลือมวลเพียงครึ่งเดียวของมวลตั้งต้น)
มาวันนี้ทีมนักวิจัยจาก the Chinese Academy of Sciences ได้ทำการสังเคราะห์ไอโซโทปของยูเรเนียมขึ้นใหม่ด้วยการยิงกระหน่ำชิ้นโลหะทังสเตนด้วยลำอะตอมของธาตุแคลเซียมและอาร์กอนจนเกิดการหลอมรวมอะตอมเกิดเป็นยูเรเนียม-214 และทำการคัดแยกด้วยอุปกรณ์แม่เหล็กที่เรียกว่า separator
** ไอโซโทปของธาตุคือธาตุเดียวกันที่มีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอมแตกต่างกัน โดยธาตุเดียวกันจะมีจำนวนโปรตรอนเท่ากันเสมอ อย่างธาตุยูเรเนียมนี้จะมีจำนวนโปรตรอน 92 ตัว **
สัดส่วนของยูเรเนียมที่พบในธรรมชาติ
ซึ่งเจ้ายูเรเนียม-214 นี้มีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสเพียง 122 ตัว ในขณะที่ยูเรเนียม-238 ที่พบมากสุดในธรรมชาติ(99% ของธาตุยูเรเนียมที่มีอยู่บนโลก) มีนิวตรอนมากถึง 149 ตัว
แต่กว่าจะได้ยูเรเนียม-214 มาซักอะตอมนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะจากการกราดยิงชิ้นโลหะทังสเตนด้วยอะตอมแคลเซียมและอาร์กอนกว่า 10 ล้านล้านล้านอะตอมจะได้ยูเรเนียม-214 ออกมาเพียง 2 อะตอมเท่านั้น!!
** เลขมวลอะตอมน้อยแล้วดียังไง? **
ทำไมนักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะสังเคราะห์ยูเรเนียมที่มีเลขมวลอะตอมต่ำ?
นั่นก็เพราะว่าสัดส่วนจำนวนโปรตรอนกับนิวตรอนที่ต่ำลง นิวเคลียสของอะตอมก็จะมีโอกาสลายตัวสูงกว่าซึ่งก็จะทำให้ยูเรเนียมเหล่านี้มีครึ่งชีวิตที่สั้น
อนุกรมการสลายตัวของยูเรเนียม-238
ซึ่งจากการสังเกตทีมวิจัยพบว่าครึ่งชีวิตของยูเรเนียม-214 สั้นเพียง 0.52 มิลลิวินาที (หนึ่งในพันวินาที) สั้นกว่ายูเรเนียม-216 และยูเรเนียม-218 ที่เคยค้นพบก่อนหน้าที่มีครึ่งชีวิต 2.25 และ 0.65 มิลิวินาทีตามลำดับ
การที่ไอโซโทปของยูเรเนียมเหล่านี้มีครึ่งชีวิตที่สั้นมาก ๆ นั้นทำให้พวกมันเข้าสู่สภาพที่มีระดับการแผ่รังสีต่ำในระดับที่ปลอดภัยต่อสิ่งมีชีวิตก็จะเร็วมากขึ้น ทำให้การจัดการปัญหากากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เป็นเรื่องที่ง่ายขึ้นมาก
ทั้งนี้ในการต่อสู้กับปัญหาภาวะโลกร้อนที่ยังไม่มีทีท่าว่าเราจะแก้ไขสถานการณ์ได้อย่างทันท่วงที หากหวังพึ่งแต่พลังงานหมุนเวียนอย่างแสงอาทิตย์ ลม หรือพลังงานอื่น ๆ ที่ส่วนใหญ่ยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาก็คงจะไม่ทัน
พลังงานนิวเคลียร์ถูกจัดให้เป็นแหล่งพลังงานที่ปลอดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
พลังงานนิวเคลียร์จึงเป็นอีกตัวเลือกที่ยังคงถกเถียงกัน เพราะแท้จริงแล้วพลังงานนิวเคลียร์นั้นถ้าหากเราสามารถจัดการปัญหาเรื่องกากเชื้อเพลิงใช้แล้วได้มันก็คือพลังงานสะอาดที่ไร้การปล่อยก๊าซเรือนกระจก
การสังเคราะห์ธาตุยูเรเนียมมวลเบาเหล่านี้จึงอาจเป็นความหวังในการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ที่ไม่ทิ้งปัญหาไว้ให้ลูกหลานและเป็นเครื่องมือที่ช่วยเราสู้กับปัญหาโลกร้อนได้เป็นอย่างดี
- 16
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
