使用纳米技术铲除核废料

核能的出产和运用会发生很多的放射性废物。因为其对一切生物和环境的毒性，这种废物的处置遭到严厉监管。

为应对人类对核能需求的迅速增长，估计新资料和新技能将在开展杂乱的核能体系方面发挥重要效果。

技能创新关于废物和环境办理至关重要。这项技能成果触及开发可用于安全处置、分类、贮存和盯梢放射性核废料的资料。

最近遭到广泛重视的纳米资料和纳米技能的广泛潜在用处或许有助于安全核能体系的开展及其安全处置。本文探讨了纳米技能在安全处置核废料中的相关性。

现在在实践中铲除核废料的技能有哪些?

放射性核素因为其极长的半衰期而成为核废料整理或去污的首要问题。研讨人员提出了几种清洁可溶性放射性核素的技能，包含膜别离、离子交换和化学沉积。

当时的废水处理和固体废物处置程序不适合处理放射性废水。此外，废水中某些放射性核素的含量或许大大低于其他成分的含量。因而，需求高效的挑选性去除。

跟着纳米资料和纳米技能的呈现，工业现在可以在纳米尺度上规划和制作新的专用功用资料。纳米资料共同的物理和化学特性，包含纳米级效应、高化学反应性和更大的比外表积，使其成为放射性核废料安全处置的绝佳挑选。

用于净化核废料的技能?

现在正在运用不同类型的纳米资料来铲除核废料或去除放射性成分。吸附以其在去除废水中可溶性物质方面的超卓功用而出名。

因为其较高的比外表积和安稳的纳米结构，纳米资料具有很好的多种界面相互效果的倾向。这是废水中可溶性放射性核素比规范资料高效挑选性吸附所必需的。

宣布在《环境科学纳米》杂志上的一篇文章评论了纳米技能中用于核废料净化的各种技能。清洁核废料的最有用办法之一是运用碳纳米管 (CNT)。

碳基纳米资料在核废料净化中的效果

碳纳米管因为其特别的物理化学性质，有或许与其他原子一同安稳。发现 CNT 在用作吸附剂时可以从核废料流中别离放射性核素。

为了进步碳纳米管的吸附才能，对其外表的化学改性已被广泛研讨，以在碳纳米管外表发生很多的官能团，然后更好地去除放射性核素。

除了用作化学吸附剂的碳纳米管外，它们还被用作电开关离子交换剂，以去除核废水中的放射性铯离子。

氧化石墨烯(GO)具有巨大的外表积和外表上高浓度的含氧官能团。因为从外层杰出的氧基团供给了锚定位点，放射性核素可以很容易地添加到 GO 中。

经过功用化 GO 或将其与具有逻辑界说特性的其他功用资料结合，可以明显进步吸附。这减少了 GO 集合并增加了其在核废水中的涣散。

但是，在该运用中运用氧化石墨烯存在一些问题。其对放射性阴离子的低吸附性和在其外表上存在几个官能团意味着假如要与放射性阳离子一同运用，GO 必须用阴离子亲和性进行外表改性。

因为其强壮的晶面触摸，GO 倾向于构成集合体。很多的 GO 外表积丢失，约束了该技能在废水处理中的运用。为了进步氧化石墨烯的吸附才能，纳米聚合物已被接枝到 GO 的外表以防止自集合。

运用纳米粒子润饰的微型机器人整理核废料

研讨人员在他们宣布在ACS Nano上的文章中评论了运用微型自走式微型机器人从核废水中去除放射性成分的或许性。

因为它们可以将极强的吸附特性与在液体介质中的快速自主移动相结合，这些微型机器人在核废料的整理方面具有很大的远景。

研讨人员运用直径约为人类头发 1/15 的 ZIF-8 棒来构建这些微型机器人。他们运用铁原子和氧化铁纳米粒子来安稳和磁化地层。水中的过氧化氢“燃料”被转化为氧气气泡，然后以每秒 60 倍于本身长度的速度推进微型机器人。

在一小时内，微型机器人从模仿的放射性废水中收回了 96% 的铀。科学家们运用磁铁来捕获装有铀的棒，使它们可以被收回运用。研讨人员以为，这些微型机器人或许有助于办理和修正放射性废物。

核能纳米技能的未来

现在正在研讨根据金属、纤维素、生物、羟基磷灰石和天然纳米资料的多种纳米资料，以了解它们在整理核废料中的潜在用处。

当时与纳米技能在清洁核废料方面相关的应战包含本钱和大规模应急运用、环境影响、再生和可重复运用性、功用化和别离功率。

虽然现已运用多种技能来整理核废料，但仍需求进行广泛的研讨来战胜与全球核计划快速扩展相关的问题。