Felrobbanhatnak a kiégett plutónium fűtőelemek

A plutónium rendkívül radioaktív és egyben a legmérgezőbb anyagok egyike. Néhány milliomod gramm már halálos lehet az emberi szervezetre. A világban néhány atomerőműben hasznosítják fűtőanyagként ezt az atombomba építésére is alkalmas anyagot.

Kiégve a plutónium látszólag stabil, sárgászöld plutónium-oxidként atomlerakókba kerül. Dán, amerikai és brit kutatók azonban utánaszámoltak, hogyan változik az oxid stabilitása víz jelenlétében.

Bár a kísérleti adatok még nem állnak rendelkezésre, a kutatók szerint fennáll a lehetősége, hogy a plutónium-2-oxid tovább oxidálódik és eközben hidrogént fejleszt. Az eddigi eredményekről a kutatók a Science szaklap hasábjain számolnak be.

Felrobbanhat

A levegő oxigénjével a hidrogén rendkívül robbanásveszélyes elegyet, durranógázt alkot. Ha egy atomlerakóban ilyen robbanás történik, az a plutónium-vegyület radioaktivitása és a mérgezőképessége miatt rendkívül komoly egészségi kockázatokkal járna.

"Az érzékeny energetikai egyensúly miatt feltételezhető, hogy a hosszú távú tárolásnál bekövetkezhet az anyag bomlása" - véli Svane Axel, a dán Aarhus egyetem kutatója, és a brit Daresbury laboratóriumban dolgozó kollégái.

Megállapításaik szerint 25 és 350 Celsius fok között a biztonságosnak tekintett plutónium-oxid víz jelenlétében tovább oxidálódhat. Ennek során a víztől elvonja az oxigént, és a felesleges hidrogén felszabadul.

A magas egészségi kockázatok miatt laboratóriumban az ilyen oxidálási kísérletek igen nehézkesen végezhetők el. Ezért bonyolult számítógépes modellezési eljárásokat alkalmaznak, mint ebben az esetben, hogy meglehetős pontossággal feltérképezzék a plutónium-oxid kémiai tulajdonságait.

Szárazon kell tartani

Éppen a plutóniumot tartalmazó kiégett fűtőelemek évszázadokra tervezett tartós tárolásával kapcsolatban hiányoznak a hosszú távú viselkedés megbízható adatai.

Az igen valószínűtlen, de a plutónium-oxid tárolókban mégis lehetséges reakciókra tekintettel a kutatók azt ajánlják, hogy különösen szigorúan kell venni kell a fűtőelemek vízmentes lezárását.

Ha évszázadokon át szárazon tartják, akkor a további oxidáció sem lehetséges, és a hidrogén képződését is ki lehet zárni.