Метод ускорения полураспада ядерных отходов.

Руководитель группы, Клаус Рольфс (Claus Rolfs) из Университета Рура (Ruhr University), работает астрофизиком, и сделал свое открытие в области альфа-распада после того, как воспроизвел реакции слияния, которые идут в центре звезд. Используя университетский ускоритель частиц, он бомбардировал различные легкие ядра протонами и дейтронами (ядрами, состоящими из протона и нейтрона). Он отметил, что скорость реакции слияния значительно выше, если облучаемые ядра находятся в металле, а не в диэлектрике. Также им было замечено, что скорость увеличивается и при понижении температуры (J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 32 489).

Рольфс полагает, что данный эффект может быть объяснен в простых терминах – то, что свободные электроны в металле ведут себя аналогично электронам плазмы, как это описано в дебаевской модели. Чем ниже температура металла, тем ближе свободные электроны к радиоактивным ядрам. Соответственно, эти электроны ускоряют положительно заряженные частицы, что увеличивает вероятность реакции слияния.

Однако Рольфс отмечает, что может идти и обратная реакция, и что свободные электроны могут повышать вероятность выброса положительно заряженных частиц из ядра. Это может уменьшать время альфа- и бета+ полураспадов, и увеличивать время бета– полураспадов.

Группа ученых проверила данную гипотезу, заключив радиоактивные ядра в металл и охладив его до нескольких десятков градусов Кельвина. Как и ожидалось, исследователи наблюдали увеличение времени полураспада для захвата электронов у бериллия-7, и уменьшение – для бета+ распада у натрия-22 (Eur. Phys. J. A 28 251), а также альфа-распада у полония-210. В настоящее время идет изучение альфа-распада радия-226, опасного компонента ядерных отходов с полупериодом распада в 1600 лет. По вычислениям Рольфса, это время может быть уменьшено до одного года, и он полагает, что аналогичное будет верно и для других опасных источников альфа-излучения в ядерных отходах.

«Все это означает, что отходы АЭС можно будет утилизировать в пределах того же поколения, что их произвело, а не прятать их под землю, чтобы наши пра-пра-правнуки платили за наш высокий уровень жизни», - говорит Рольфс.

Рольфс соглашается с тем, что нужны обширные инженерные исследования, чтобы воплотить его идею в практику, однако он уверен, что здесь нет непреодолимых препятствий. Впрочем, другие физики считают, что основа его рассуждений некорректна. Так, по мнению Ника Стоуна (Nick Stone), физика-ядерщика из Оксфордского университета (Oxford University), ученые уже проводили эксперименты, где источники альфа-излучения охлаждались до 4 К и ниже, однако никаких изменений периода полураспада не было обнаружено.

Сам Рольфс признает необходимость более глубокой теории, но не собирается отказываться от своих результатов. «Природа рассудит, что здесь верно», - заключает он.