Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) y del Instituto de Investigación de Energía Atómica de Corea desarrollaron recientemente una tecnología basada en grafeno que puede separar el peligroso tritio de las aguas residuales radiactivas en estado líquido.
El tritio es un hidrógeno radiactivo producido en centrales nucleares y se presenta principalmente en forma de moléculas de agua. Al entrar en el cuerpo humano, puede emitir radiación interna, lo que requiere una gestión rigurosa. Sin embargo, hasta ahora, el tritio solo podía separarse en estado gaseoso, y la eliminación del tritio en fase líquida seguía siendo un reto importante.
El equipo de investigación optó por utilizar grafeno, que permite el paso exclusivo de protones y bloquea otros isótopos radiactivos, como el tritio, lo que demuestra una capacidad de separación única. En su estudio, el equipo completó la membrana de separación añadiendo un tipo de plástico, politetrafluoroetileno (PTFE), a una membrana electrolítica polimérica llamada Nafion y transfiriéndole grafeno.
Los resultados de las pruebas en la membrana de separación mostraron que, al aplicar un campo eléctrico, los iones ligeros de hidrógeno la atravesaron rápidamente, mientras que los iones pesados de deuterio y tritio no pudieron atravesarla y se concentraron. Esto demostró que los isótopos de hidrógeno relativamente más pesados experimentan una mayor barrera energética durante su movimiento, lo que impide su paso. Los experimentos de difusión debidos a las diferencias de concentración también indicaron que el tritio se mueve 3,1 veces más lento que los protones a través de la membrana.
Una ventaja importante de esta tecnología es su capacidad para separar el tritio a un alto nivel, incluso en estado líquido a temperatura ambiente, como en las aguas residuales de las centrales nucleares. En particular, mientras que las tecnologías comercializadas existentes requerían un alto coste de procesamiento, la membrana desarrollada permite la filtración del tritio en agua a temperatura ambiente. Se espera que su aplicación facilite el tratamiento eficaz y seguro de las aguas residuales radiactivas de las centrales nucleares, como las aguas contaminadas de Fukushima.
El profesor Um Woo-yong de POSTECH señaló: «Esta tecnología ayudará en gran medida a resolver los problemas de aguas residuales radiactivas en las industrias nuclear y de fusión y en la utilización del tritio», destacando la importancia de la investigación.
Via: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.5c08414
