德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心探索核废料回收新技术

近日，德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心(HZDR)的克里斯蒂娜·克瓦什尼娜教授宣布，一项名为“MaLaR——用于从核废料中回收镧系元素的新型2D-3D材料”的国际合作项目已正式启动。该项目旨在探索使用先进分离技术回收核废料中的宝贵原材料，以寻求除永久储存外的另一种处理核废料的方法。

MaLaR项目获得了欧盟为期三年的230万欧元资助，涉及来自德国、法国、瑞典和罗马尼亚的合作伙伴。项目目标是开发新型三维材料，作为高效、环保和可持续的分离技术工具，用于从核废料中回收镧系元素。这些元素在屏幕、电池、磁铁、造影剂和生物探针等众多应用中发挥着关键作用，但由于其稀有性和主要来源国的限制，回收这些元素具有重要意义。

克瓦什尼娜教授指出，当前的核废料分离方法面临诸多挑战，包括放射性元素的安全风险、相似化学行为导致的分离困难，以及依赖危险化学品、高能耗和产生额外废物等问题。因此，MaLaR团队正在研究一种突破性的方法，利用新型三维材料(如氧化石墨烯)作为特定元素的清除剂，通过吸附原理实现高效分离。

研究表明，氧化石墨烯的性能可以超越用于放射性核素的领先工业吸附剂，而对其电子结构的调整可以进一步提高吸附效率。MaLaR项目将系统地研究所涉及的化学相互作用，并设计能够选择性靶向特定元素的新型氧化石墨烯基材料。

除了核废料回收，该项目还将探索这些新型材料在工业废料管理中的应用，包括来自放射医学应用的材料。项目的最终目标是开发实用的、市场就绪的技术，以提高放射性废物储存的安全性，并通过分离和独立储存不同寿命的同位素来减少对环境的影响。

克瓦什尼娜教授表示，虽然项目的三年时间表只允许迈出回收的第一步，但成功将为更广泛的应用铺平道路。她还将领导位于格勒诺布尔的欧洲同步加速器(ESRF)的HZDR罗森多夫光束线(ROBL)的实验，使用高强度X射线测试新材料的化学性质。

MaLaR团队受益于成员在不同领域的专业知识，包括2D/3D材料开发、放射性元素化学和基础物理学。该项目还采用了先进的原位技术来研究放射性材料中痕量镧系元素的浓度，以确保研究成果的准确性和可靠性。