פתרון ננומטרי לבעיה של ג'יג'רטון

ההתמוססות ב-Fukushima Daiichi במרץ 2011 יצרו משבר סביבתי וטכני שממשיך לדרוש פתרונות חדשים יותר מעשור לאחר מכן, מעל 1.3 מיליון טון של מים מזוהמים - עם cesium-137, מטרייאום-90, טריטיום, ומוצרים אחרים של משקעים גרעיניים מרוכזים - נשמרים יותר מאלף טנקים מסיביים, אשר מחזיקים חלק משמעותי של מים ברמה גבוהה, כולל אלפי צורות של פסולת מתקדמות, תוך כדי ריצוף גרעיני.

מדוע ננוטכנולוגיה משנה את המשחק לטיפול בפסולת רדיואקטיבית

היתרון המיידי ביותר של nanomaterials הוא יחס פני השטח הקיצוני שלהם-a-to-volume. a גרם אחד של ⁇ nanomaterial יכול להיות שטח על פני השטח מעל 2,000 m2 - על שטח של מגרש כדורסל.עבור רדיונוקל ללכוד, זה מתורגם לתוך מספר עצום של חומרים מתאימים פחמן ליחידה, המאפשרת מודעות מהירות קינטית וקיבולת גבוהה.

ננודורבנטות עבור רדיונוקליד מפונע

היישום הבוגר ביותר של ננוטכנולוגיה ב Fukushima הוא הסרת צ'יפס ו סטרנטייום מן מים מזוהמים באמצעות מודעות nanostructured ממונו בנויות.חומרים אלה נועדו ברמה האטומית כדי ללכוד מושגים ספציפיים בתוך רטיצי גביש או קבוצות פונקציונליות פני השטח, המציע ביצועים הרבה מעבר zeolites קונבנציונלי ו- ion-changesss כי הם שפותחו במקור עבור מים לרכך במקום רדיו מאשר רדיו חנקן בסביבה סעודת.

אנרכיט כחול פרוס: אטומי-Scale Cages for Cesium

(Prossma Blue, פיגמנט כחול עמוק שהתגלה במאה ה-18, הוא חלקיקים של פחמן דו-חמצני, אשר ניתן להפחתה של מחזורי ה- pH של מים מגנטיים (Holt) של פחמן-קורטי (Soltine) של מערכות מגנטיות (Snapine) של פחמן-Creto-Creto-pline) של מגנטיות (Licials) של ®) ב-pine-Creto-pline) של ®) של ® (במרחקים) של אטומים של אטומיתיקים של 0.

Titanate Nanotubes for Strontium Binding

סטרנטיום-90, עם מודעות של חצי חיים של 29 שנים, מסוכן במיוחד בשל השפע שלה עבור רקמת העצם, שבו זה יכול לגרום ללוקמיה וסרטן העצם.עמידים שכבתיים, כגון אלה עם הרכב Na2TiO7, יש מבנה שבו ננומטרים גרעיניים בשפע, 000 סגסוגת אטומית גבוהה יותר מאשר סגסוגת סגסוגת אטומית גבוהה יותר של ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Graphene Oxide Membranes: Molecular Sieving at the Atomic Scale

(Gate evae oxide) מורכב מדדי פחמן דו-חמצני מקושטים עם חיישנים המכילים חמצן המכילים מינרלים הכוללים הידרוקסיל, epoxy, ו carboxyl moieties.כאשר ערמות, הטבע המבודד כיום בין 0.3 ל- 1.0 nm - יכול להיות נשלט באופן דרסטי על ידי דחיסות מים או מולקולות מחוברות.

מערכות מתקדמות של ננו-Engineered Filtration Systems

מעבר למודעות בודדות, ננוטכנולוגיה מאפשרת ארכיטקטורות שלמות עם ביצועים משופרים וסלקטיביות המשלבת פונקציות מרובות למכשיר יחיד.

וידאו: Thin-סרט Nanocomposite Membranes

חלקיקים דק-סרטים ננו-סטרואידים (TFN) משלבים חלקיקים כגון zeolite nanocrystals, דחיית פחמן דו-חמצני, או צינורות פחמן לתוך שכבה פעילה פולימיד שנוצר על תמיכה ⁇ Funamide.

Bioinspireed ננו ערוצים לתחבורה במים

גבול מרגש הוא השימוש של ננופוחיות סינתטיות המחקות אקוופריינים ביולוגיים - חלבונים שמעבירים מים על פני קרום תאים עם מהירות יוצאת דופן וסלקטיביות תוך חסימת כל הזרמים.פחמן עם קוטרים של בערך 1 ננומטר יכול לשכפל את ההתנהגות הזו: מולקולות מים מולקולריות לזרום דרך הפנים הידרופוביות בשרשרת ביו-פרופיל יחיד, בעוד hydrateds נדחו בגלל רמות אלקטרוסטטיות גבוהות יותר של דחוסות של קמעונאיות של קמעונאיות של קמעונאיות של קיבולת של דגנים.

מערכת ניווט היברידית ו- Adsorption Systems

גישה מתפתחת משלבת את nanofiltration membranes עם מודעות מוטבע nanoparticles כדי ליצור יחידה אחת כי הן מסננים ו ללכוד באופן סלקטיבי רדיוnuclide במערכות אלה, membrane מספק מחסום חלקיקים חלקיקים בודדים בתוך חלקיקים מלוטשים אחוריים, בעוד nanoparticles לוכדים באופן קבוע לעבור דרך vulmbrane.

ננו חומרי פסולת עבור אימגבלה ו אחסון לטווח ארוך

ברגע שרדיונוקלידים מרוכזים בצורת פסולת משנית – פרסומות ממושכות, מתפתלות או מתרכזות – הם חייבים להיות מחוסנים במריצה ממושכת לאחסון זמני ולסילוק סופי.ננוטכנולוגיה משפרת הן תהליכי מלטציה והן את תהליכי ההגשמה, תוך התייחסות לבעיות ארוכות-שנתיות של ניתוק, סדק, ושלב המגבלה את הביצועים של צורות פסולת קונבנציונליות.

NA-Additives for Cement Solidification

תוספת משמשת נרחב עבור פסולת נמוכה ובינונית בשל העלות הנמוכה שלה וקלות השימוש.עם זאת, המבנה ⁇ שלה יכול לאפשר מים ומושגים כדי diffuse, המוביל לניתוק של רדיונוקלים לאורך זמן. שילוב חלקיקים חשמליים כגון nano-Strasic stra s-Hide, nano-clay, או פחמן צינורות לתוך מלט מקטין את הנפיחות ברמת ה-cotrasic של 2.

הקודם: nanostructured Glass Pre ⁇ s for High-Level Waste Vitrification

עבור פסולת ברמה גבוהה, זכוכית בורוסיליאט היא תקן בינלאומי עבור אי-יציבות.הטעינה הפסולת - השבריר של פסולת שניתן לשלב לתוך הזכוכית ללא הפרדה בשלב או devitrification - הוא גורם כלכלי משני כי טעינה גבוהה יותר פירושה פחות קסטריטות זכוכית ועלויות אחסון נמוכות יותר.

ננוחיות ל-Time Radionuclide

טיפול פסולת יעיל דורש את היכולת למדוד ריכוזי רדיונוקל במהירות וביעילות, לעתים קרובות בסביבות כימיות ורדיולוגיות קשות.שיטות לאמנה המבוססת על אלפא, בטא, או ספירת גמא דורשות מיצוי, הכנה, וספירה פעמים שניתן לנוע בין שעות עד ימים, יצירת עיכובים בשליטה בתהליך.ננוטכנולוגיה מאפשרת דור חדש של חיישנים רגישים מאוד וקטנים מספיק כדי להיות מוטבע ישירות בזרימים או לספק כלי אחסון אמיתיים.

חלקיקים קוונטיים - חומרים ננו-מוליכים למחצה אשר עשויים להיות מתואמים את רכיבי ה-Nano-Tincate על ידי מערכות בקרה אוטומטיות של כלי-החומר, אשר מונעות על ידי חיישנים חשמליים, אשר יכולים בסופו של דבר לזהות באופן מיידי את רמות ה- DNA-Cenp-of-of-in-of-of-co-to-of של מערכת הפעלה אוטומטית של חומר-co-co-co-of-of-of-co-of-to-to-of-to-to-to-of-of-co-co-of-co-co-co-co-co-co-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-of-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-co-of, אשר מאפשר, אשר מאפשר, אשר מאפשר ל-co-co-to-co-co-to-to-to-to-to-

אתגרים ושיקולי בטיחות

היתרונות של ננוטכנולוגיה בניהול פסולת רדיואקטיבי הם משמעותיים: טביעת רגל קטנה יותר, פסולת משנית פחות, עיבוד מהיר יותר, והכילה מוגברת של זמן ארוך.עם זאת, היתרונות האלה באים עם אתגרים משמעותיים שיש לטפל בהם לפני הפריסה הנרחבת של Fukushima ואתרים גרעיניים אחרים.

הפתרון הראשוני של NVICITY וגורל סביבתי: FLT:1 (החומרים) הם תכונות שהופכות את ננו-חומרים יעילים כמו פרסומות - שטח פני השטח גבוה, פעילות מחדש וגודל קטן - גם להעלות חששות לגבי הרעילות הפוטנציאלית שלהם אם הם משוחררים לסביבה, בעוד חלקיקים כחולים פרוסיה עדיין נחשבים בדרך כלל להפחתה נמוכה של חומרים, והם משמשים גם בטיפולים רפואיים עבור הרעלה, השפעות אקולוגיות של דגנים ועלולים להיות מודעים לחלוטין של טיפול גרעיניים או לבצע טיפול תרופתי.

(FLT:0) Cost ו Scalability:FLT:1 Producing חלקיקים עם התפלגות בגודל מדויק ופונקציונליזציה עקבית לעתים קרובות כרוך סינתזה מורכבת, רב-שלבית.לדוגמה, ייצור של תחמוצת גרפין באיכות גבוהה דורש חמצון זהיר וזרימת תפוקה של עלויות פחמן-חומריות, לאחר מכן, על ידי טיהור והפחתה של עלויות ייצור כימיות משמעותיות של סגסוגת פחמן-ה מצריכת דלקופחמן-ה.

קרינה המושרה:0 Long-term Stability under קרינה:FearLT:1 קרינת גמא יכולה לזרז קבוצות פונקציונליות אורגניות, לגרום לקישורים או לנפיחות במבשלות פולימרניות, וליצור מוצרים רדיוטיים כגון גז מימן.התמכים בדיקות גיליות במתקנים של JAEA מצביעים על כך שננו-חומרים אורגניים רבים כולל titanates, hexacyferrates, ו- zeolicide עבור קיבולתם לטווח הארוך ביותר, אשר עלולים לטווח הארוך ביותר, ללא ספק, כלומר, ללא ספק, כגון: MGMADicials, ללא ספק, אך ורק עבור קיבולתם של תרופות לטווח הארוך ביותר, אם כי הם בטווח הארוך ביותר, אם כי הם בטווח הארוך ביותר, כלומר, 000.

תחזית לעתיד והדרך

Fukushima הפך לקרקע ייחודית להוכיח שבו טכנולוגיות טיפול פסולת מבוססות ננו-חומריות עוברות ממחקר אקדמי ליישום תעשייתי.העשור הנוכחי יראה את התוצאות של מספר ניסויים בקנה מידה טייס, כולל מסנני מחסניות עמוסות nanoparticles כחול פרוסיה, תהליכי מלט עם ננו-סייקה, ומודולים מנברנים בשילוב צינורות אנרגיה פחמן.

מושגים מתעוררים כוללים ננואדים מגנטיים כגון ליבות תחמוצת ברזל עם קליפות סלקטיבית שניתן לשחזר באמצעות מגנטים חיצוניים, להפחית באופן דרסטי נפח פסולת משנית ומאפשרת את השימוש בחומרים יקרים של מודעות אובנט.עצמיות של מחסומים מבוססי ניקוטין, יכול גם לזהות באופן אוטומטי מיקרו-מפרסים קבועים בקירות מכילים, להרחיב את השירות של מתקני אחסון ולהפחית את הצורך בתאים מתקדמים של חיזוי זמן, במקום שינויים דיגיטליים של תאים.

הדרך ליישום בקנה מידה מלא דורשת מימון מתמשך, שיתוף פעולה הדוק בין מפעילי TEPCO לבין מעבדות לאומיות, ותקנות הסתגלות כי מאזן זהירות עם חדשנות.אם מוצלח, הטכניקות מעודן ב Fukushima Daiichi יקבעו סטנדרטים גלובליים חדשים לניהול פסולת רדיואקטיבית מורשת - החל מפעולת טיהור יעילה ועד אתרי ייצור נשק קר-מלחמתיים - מה שהופך ננוטכנולוגיה מתמשכת של המאמץ ההתאוששות, גם לא יוכל להיות מניתוח גרעיני של כלי פעולה, אלא לאחר שינוי אוטומטי של שיטות פעולה, אלא לאחר שינוי אוטומטי של ניתוח גרעיני, אלא לאחר ניתוח אוטומטי של שיטות פעולה, אלא לאחר ניתוח גרעיני החל מניתוח לא ניתן לשלב את כלי פעולה, אלא לאחר ניתוח אוטומטי של כורים גרעיני של קריפטוגרפיים, אלא לאחר ניתוח אוטומטי של מתקני קירור, אלא לאחר ניתוח גרעיני של מתקני קירור, אלא לאחר קריסתהרסום, אלא לאחר ניתוח יעיל של מתקני ייצור כלי פעולה לאחר קריסתה, לאחר ניתוח גרעיני לא ניתן לשלב ניסויים גרעיני של כלי פעולה, אלא לאחר ניתוח דחוף של כלי פעולה לא ניתן לשלב ניסויים גרעיני של קריסתה, אלא לאחר קריסתה, לאחר ניתוח גרעיני של שיטות פעולה, אלא לאחר ניתוח דחוף של שיטות פעולה לאחר ניתוח גרעיני של שיטות פעולה, לאחר קריסתה, לאחר קריסתה, אלא לאחר קריסתה,

(ב) לפרטים טכניים נוספים, עיין ב-FLT:0. ↑ מהדורת Fukushima של Fukushima Status UpdatessigtureFLT:1 ; סקירה של מערכות סינון מבצעיות זמינה מ-FLT:2Veolia גרעיני SolutionsFLT 3FLT 3:506 מחקר על חלקיקים כחולים פרוסיה מפורטים ב-FLT:4Scient Reportsient Reports, ו-NFramatephrememcanmated, הוא 6.