Yeni bir çalışma, bor atomlarındaki küçük farklılıkların, bilim adamlarının tehlikeli atıkları depolamak için kullanılan camın uzun vadeli davranışını daha iyi tahmin etmelerine nasıl yardımcı olabileceğini ortaya çıkardı. Bulgular, şu adreste yayınlandı: Çevresel ve Biyojeokimyasal Süreçlerradyoaktif maddelerin binlerce yıl boyunca depolardan nasıl salındığına dair tahminleri iyileştirebilir.
Cam genellikle radyonüklidler ve ağır metaller gibi kirletici maddeleri sabit bir yapı içinde güvenli bir şekilde kilitlemek için kullanılır. Ancak yeraltı suyu atık alanlarına sızdığında cam yavaş yavaş çözülebilir. Bu sürecin anlaşılması, jeolojik atık depolarının güvenliğinin sağlanması açısından çok önemlidir.
Pekin Üniversitesi, Cambridge Üniversitesi ve ortak kurumlardan araştırmacılar, borun eriyen cam içinde nasıl hareket ettiğini izlemek için bor izotopu “parmak izi” kullandı.
Ekip, biri magnezyum içeren ve diğeri içermeyen iki tür borosilikat camı karşılaştırarak, bor atomlarının difüzyonunun büyük ölçüde cam bileşimine ve suya maruz kalma süresine bağlı olduğunu keşfetti.
Laboratuvar deneylerinde camlar 112 güne kadar 90 santigrat derecede saf suya yerleştirildi. Bor izotoplarının ölçümleri, erken aşamalarda borun cam yüzeyinden eşit şekilde salındığını gösterdi. Ancak zamanla, değiştirilmiş bir yüzey katmanından difüzyon, salınımı kontrol eden anahtar mekanizma haline geldi.
Magnezyum içeren camda ikincil minerallerin oluşumu, çözünmeyi yavaşlatarak yoğun, koruyucu bir tabaka oluşturdu. Buna karşılık, magnezyum içermeyen cam, çok az koruma sağlayan ve borun dışarı yayılmaya devam etmesine izin veren bir yüzey katmanı geliştirdi.
Başyazar Thomas L. Goût, “Bor izotopları, atık camların suyla nasıl etkileşime girdiğine dair hassas ve doğrudan bir izleyici sağlıyor” dedi.
“Camın ne zaman eşit bir şekilde çözüldüğünü ve sürecin, dönüştürülmüş bir yüzey katmanı yoluyla difüzyonla kontrol edildiğini ortaya çıkarmaya yardımcı oluyorlar.”
Araştırma, çevresel ve nükleer atık yönetiminde cam korozyonunun izlenmesi ve modellenmesi için yeni bir yaklaşım sunuyor. Bilim insanları, izotop imzalarının cam yaşlandıkça nasıl değiştiğini belirleyerek, kirletici maddelerin yeraltı suyu sistemlerine uzun vadeli salınımını daha iyi tahmin edebilirler.
Bu çalışma, izotop bazlı tekniklerin, atık malzemelerde meydana gelen karmaşık reaksiyonlara ilişkin ayrıntılı bilgiler sağlayabileceğini göstermektedir. Bu tür bilgiler, önümüzdeki yüzyıllarda nükleer ve endüstriyel atıklar için daha güvenli depolama stratejileri tasarlamak için gereklidir.
