Vědci ve Spojeném království objevili novou sloučeninu uranu, která může vznikat v zemi kontaminované tímto prvkem. Díky tomuto objevu se dostává do popředí záměr ukládání jaderného odpadu pod zem. Objem jaderného odpadu Spojeného království do roku 2125 přesáhne 4 miliony m³, což odpovídá celému objemu stadionu ve Wembley. Různé formy odpadu kontaminovaného uranem, od laboratorních oděvů až po součásti reaktorů, se často zalévají cementem a ukládají do ocelových sudů. Všechen tento odpad se nakonec dostane do stejného místa určení – do hlubinného úložiště.

Hlubinné úložiště je síť podzemních chodeb nacházející se v hloubce 0,2 až 1 km o délce přes 4 km. Jakmile se do této obrovské stavby odpad naveze, technici její prostor vyplní bariérou z materiálu, jako je například cement. Tato výplň a okolní horninové prostředí fungují jako přírodní radiační bariéra a zároveň brání pomalému pronikání podzemní vody do prostoru úložiště.

„Tento odpad je nutno bezpečně ukládat po dobu stovek tisíc let,“ říká Samuel Shaw, britský chemik životního prostředí z Univerzity v Manchesteru. Jednou z obav je podle jeho vysvětlení možnost, že se k jadernému odpadu za takto dlouhou dobu mohou dostat půdní mikroorganismy rozkládající sulfáty. Sulfidy vznikající činností těchto mikroorganismů mohou reagovat s uranem, jenž se může stát lépe rozpustným a díky tomu kontaminovat okolní prostředí.

Shaw a jeho kolegové se rozhodli prozkoumat osud dominantního uranového komplexu (U(VI) navázaného na minerál ferihydrit) za těchto podmínek prostředí. Jejich tým analyzoval reakci mezi komplexem U(VI) a sulfidem metodou vystavení vzorků rentgenovému záření v britském synchrotronu zvaném Diamond Light Source.Tým pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie určil, že se ferihydrit přeměnil na minerál ze skupiny sulfidů železa. Většina uranu reagovala za vzniku relativně nepohyblivého U(IV)O₂. Až 2,5 % se však během prvních několika hodin uvolnilo do roztoku ve formě přechodně vzniklého komplexu U(VI)-persulfidu, jenž se poté přeměnil na konečnou nepohyblivou formu. „Bylo to pro nás velice nečekané,“ uvádí k tomu Shaw. „Jedná se o novou formu uranu vznikající za určitých podmínek prostředí.“

Přestože jsou podobné experimenty svým rozsahem malé, podle Shawa jsou klíčové k porozumění možnému vývoji během velmi dlouhé existence případných rozsáhlých hlubinných úložišť. „Sto tisíc let je velmi, opravdu velmi dlouhá doba a po takovou dobu žádná uměle vytvořená bariéra nezůstane neporušená,“ dodává. „Takže tyto scénáře, jež nám pomáhají chápat chování uranu v geologickém prostředí pod povrchem země opravdu musíme zkoumat.“

Důsledky tohoto zjištění pro navrhované hlubinné úložiště zatím zůstávají nejasné. Podle Dominika Weisse, geochemika životního prostředí z britské Královské univerzity v Londýně tento výzkum vyvolává důležitou otázku. „Jde o to, zda tyto komplexy skutečně způsobují zvýšenou pohyblivost uranu,“ řekl Weiss časopisu Chemistry World. „Tento výzkum je důležitý, protože nám jednoznačně ukazuje, že o hydrogeochemii uranu se toho ještě máme hodně co učit, pokud chceme provádět důkladné posuzování rizik.“

Podle: Uranium compound unearths questions on nuclear waste, The Chemistry World, Matthew Gunther, 10. ledna 2020

*****

(c) Přeložil Petr Kurfürst, Temelín.cz //   Obrázek: American Chemical Society