Centrali nucleari, nuovo aerogel permette controllo delle emissioni di gas radioattivi

Roma – Un aerogel che consente misurazioni in tempo reale con un’eccellente sensibilità a determinati gas radioattivi nelle centrali nucleari è stato sviluppato da un gruppo di fisici, chimici e metrologi del CNRS – Centre national de la recherche scientifique dell’Università Claude Bernard Lyon 1, del CEA e dell’ENS de Lyon. Questo metodo propone un’alternativa più rapida ed economica di quelle attuali, spesso complesse e costose. Questa ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nature Photonics. Trizio (3H), cripton-85 (85Kr) e carbonio-14 (14C) sono tra i gas radioattivi più comuni emessi dall’industria nucleare durante la produzione di energia elettrica o il riciclaggio dei rifiuti radioattivi. Sebbene questi radionuclidi non rappresentano un pericolo importante, la loro misurazione accurata è un indicatore chiave per monitorare il corretto funzionamento delle centrali nucleari e prevenire incidenti. Tuttavia, i radionuclidi sono tra quelli il cui decadimento radioattivo non avviene con emissioni di raggi gamma, sono puri emettitori beta e richiedono procedure specifiche per il rilevamento e la misurazione. Le tecnologie utilizzate oggi si basano sui principi della miscelazione gas-liquido o della miscelazione gas-gas e rimangono costose e complesse. Inoltre, non sono in grado di distinguere rapidamente i radionuclidi, generano rifiuti e non sono particolarmente efficaci per alcuni dei gas radioattivi in fase di analisi. Le ricerche condotte dagli scienziati dell’Istituto della luce e della materia (ILM – CNRS/Università Claude Bernard Lyon 1), dell’ENS de Lyon Chemistry Laboratory (LCH – CNRS/ENS de Lyon/Università Claude Bernard Lyon 1) e del Laboratorio nazionale Henri Becquerel (CEA) hanno portato allo sviluppo di una tecnologia di rilevamento in tempo reale basata sulla miscelazione gas-solido che è sia affidabile che conveniente. Si basa sulla sintesi di un aerogel spesso circa un centimetro e con un diametro di pochi centimetri, utilizzando nanoparticelle di materiali scintillanti di circa 5 nanometri di dimensione. Questo composito ha una struttura altamente porosa simile a una spugna, composta solo dal 15 per cento di solidi, pur rimanendo trasparente. Questa architettura unica consente al gas di diffondersi molto facilmente. Quando il gas penetra nella fiala di scintillazione ed entra in contatto con l’aerogel, quest’ultimo converte l’energia prodotta dall’emissione di elettroni durante il decadimento dei radionuclidi in luce visibile. Questo lampo di luce viene immediatamente catturato da un sistema di rilevamento altamente sensibile in grado di misurare ogni fotone quasi istantaneamente.(30Science.com)