מיקרו-רובוטים לניקוי פסולת רדיואקטיבית

חוקרים הצליחו לפתח רובוטים זעירים הנעים בעצמם ומסוגלים להרחיק אורניום רדיואקטיבי מתוך שפכים

[תרגום מאת ד”ר משה נחמני]

לדבריהם של מספר מומחים, באנרגיה גרעינית טמונה היכולת לעמוד בדרישות האנרגיה ההולכות וגואות של האנושות, זאת מבלי לייצר גזי חממה. אולם, מדענים צריכים למצוא דרך להרחיק איזוטופים רדיואקטיביים, הן מתוך שפכים הנוצרים בתחנות כוח גרעיניות והן מהסביבה במקרה של שפך. כעת, חוקרים הצליחו לפתח רובוטים זעירים הנעים בעצמם ומסוגלים להרחיק אורניום רדיואקטיבי מתוך שפכים. הפליטה המקרית של פסולת רדיואקטיבית, כפי שקרה, למשל, באסונות תחנות הכוח הגרעיניות בצ’רנוביל ובפוקושימה, מציגה איום כביר על הסביבה, על האדם ועל חיות הבר. מדענים הצליחו לפתח חומרים שנועדו ללכוד, להפריד, להרחיק ולשייב אורניום רדיואקטיבי מתוך מים, אולם החומרים הללו מוגבלים בפעילותם.

אחת מהגישות המבטיחות ביותר לאחרונה בתחום זה היא השימוש בשלדות אורגנו-מתכתיות (Metal-Organic Frameworks, MOFs) – תרכובות המסוגלות ללכוד חומרים מוגדרים, לרבות אורניום רדיואקטיבי, בתוככי המבנים החריריים שלהם. צוות חוקרים רצה להוסיף מיקרו-מנוע לחומר מסוג זה הקרוי בשם שלדת אימידאזול זאוליטית (ZIF-8) המורכבת מיוני אבץ וליגנדות אורגניות על מנת לבדוק אם החומר החדש יוכל לנקות במהירות פסולת רדיואקטיבית. על מנת לגרום למיקרו-רובוטים לנוע באופן עצמאי, החוקרים עיצבו שלדות אימידאזול זאוליטיות בצורת מוטות שהקוטר שלהן קטן פי 15 מעובייה של שיערת אדם.

החוקרים הוסיפו אטומי ברזל וננו-חלקיקי תחמוצת ברזל על מנת לייצב את המבנים ולהוסיף להם אופי מגנטי, בהתאמה. ננו-חלקיקי פלטינה קטליטיים שחוברו לאחד מהקצוות של כל אחד מהמוטות נועדו להמיר דלק מסוג מי-חמצן בתוך המים לכדי בועיות חמצן, בועיות אשר הניעו את המיקרו-רובוטים במהירות הגבוהה פי 60 מאורכם לכל שנייה. במערכת מדומה של שפכים רדיואקטיביים, המיקרו רובוטים הצליחו להרחיק 96% מכמות האורניום בתוך שעה אחת בלבד. החוקרים אספו את המוטות הגדושים באורניום בעזרת מגנט ואז הפרידו מהם את האורניום עצמו, ובכך אפשרו למחזר את פעילות הרובוטים הזעירים. החוקרים אומרים כי תוצאות ניסוי זה מצביעות על כך כי ביום מן הימים, לא רחוק בעתיד, מיקרו-רובוטים הנעים באופן עצמאי יוכלו לסייע בהכלה ובניקוי של פסולת רדיואקטיבית.

המאמר המדעי