Hệ thống laser Vulcan.

Các nhà khoa học Anh và Đức đã sử dụng một thiết bị laser khổng lồ, rút ngắn thời gian tồn tại của một hạt chất thải phóng xạ từ hàng triệu năm xuống còn vài phút. Kỳ tích này làm dấy lên hy vọng một ngày nào đó con người có thể tìm ra giải pháp hữu hiệu đối với hạn chế lớn nhất của năng lượng hạt nhân: chất thải.

Nhóm nghiên cứu sử dụng máy laser Vulcan, có kích cỡ bằng một khách sản nhỏ, được đặt tại Phòng thí nghiệm Rutherford Appleton, Oxfordshire, để biến khoảng 1 triệu nguyên tử iodine-129 thành iodine-128. Chu kỳ bán rã của iodine-129 là 15,7 triệu năm, có nghĩa nó vẫn là phóng xạ trong một thời gian cực dài. Trái lại, chu kỳ bán rã của iodine-128 chỉ là 25 phút.

Iodine-129 là một trong nhiều đồng vị phóng xạ được tạo ra khi uranium bị đốt trong lò phản ứng. Hiện các nhà máy điện hạt nhân phải dỡ và cất giữ chúng. Ken Ledingham, trưởng nhóm nghiên cứu thuộc ĐH Strathclyde, Glassgow, Anh, cho biết: ''Máy laser sẽ không giải quyết triệt để vấn đề chất thải song nó giảm độ độc''.

Máy laser Vulcan có thể tạo ra các xung điện mạnh và ngắn, một triệu tỷ watts. Các xung đó được bắn vào một cục vàng nhỏ, tạo ra đủ bức xạ gamma để đánh bật các neutron đơn lẻ khỏi iodine-129, biến nó thành iodine-128. Kết quả thí nghiệm sẽ được công bố trên tạo chí vật lý D: Applied Physics.

Tốn nhiều năng lượng

Một nơi cất giữ chất thải phóng xạ.

Ledingham cho rằng có thể áp dụng kỹ thuật tương tự cho những chất thải phóng xạ khác chẳng hạn như technetium-99, strontium-90 và các đồng vị của caesium. Tuy nhiên, sẽ cần có một quy trình khác biệt đối với những chất thải ''sống dai'' khác chẳng hạn như plutonium và americium.

Cũng có thể chuyển hoá chất thải hạt nhân bằng các lò phản ứng hoặc máy gia tốc hạt. Tuy nhiên, để thách thức 2 phương pháp trên, giới khoa học cần phải phát triển máy laser nhỏ gọn, phù hợp. Quá trình đó có thể phải mất tới 30 năm. Ba phương pháp đó đều sử dụng rất nhiều năng lượng. Hiện nhóm nghiên cứu phải bắn laser Vulcan 10¹⁷ lần vào một cục iodine-129 nặng 46gram để chuyển hoá tất cả các nguyên tử. Karl Krushelnick, chuyên gia vật lý laser tại ĐH Hoàng gia, London, khuyến cáo: ''Chúng ta cần cần xây dựng một số nhà máy điện để chuyển hoá chất thải từ một nhà máy điện hạt nhân''.

Ngay cả khi đã có một thiết bị laser hiệu quả, công nghệ laser có thể phải đối mặt với những trở ngại khác. Theo McKinley thuộc Công ty chất thải hạt nhân Thuỵ Sĩ Nagra, giảm đột ngột chu kỳ bán rã của các đồng vị sẽ làm mức bức xạ được phát ra trong mỗi giây tăng vọt. Bức xạ ban đầu từ iodine-128 sẽ cao gấp hàng trăm tỷ lần so với từ iodine-129, gây nguy hiểm đối với nhân viên vận hành.

(Minh Sơn - Theo NewScientist)