Kristina Kvashnina    图片来源：DENIS MOREL

本报讯 如何处理核废料一直是全球面临的重要环境挑战。永久储存核废料是否是唯一的处理方案呢？

德国德累斯顿-罗森多夫赫尔姆霍兹中心资源生态研究所教授Kristina Kvashnina团队给出了否定的答案。他们提出了一个创新性解决方案——从核废料中回收镧系元素。后者包含部分稀土元素，被广泛用于显示屏、电池、磁体、造影剂和生物探针等领域。

“镧系元素是非常稀有的原材料，目前主要依赖进口。这就是为什么我们要尝试从包括核废料在内的废弃物中回收它们。”Kvashnina解释说。

这一构想获得了欧盟的重视。近日，Kvashnina领衔的“MaLaR——用于从核废料中回收镧系元素的新型2D-3D材料”研究计划已获批230万欧元资助。未来3年，来自德国、法国、瑞典和罗马尼亚的科研人员将共同探索如何利用创新分离技术从核废料中回收这些宝贵资源。

然而，从核废料中回收镧系元素绝非易事。除了放射性元素带来的基本安全风险外，核废料处理还面临一个特殊难题，即其中的材料具有非常相似的化学反应特性。“我们很难找到一种方法，只让某一种元素发生反应而不影响其他元素，从而提取单一元素。”Kvashnina解释说。现有的分离工艺不仅需要使用危险化学品，能耗巨大，还会产生额外废物。

为此，MaLaR项目团队计划设计一种具有特异性吸附能力的新型3D材料，并利用其表面吸附特性，实现对目标元素的高效、环保、可持续分离。这一设想的理论基础来自先前的研究成果多孔碳材料——石墨烯氧化物不仅吸附性能远超现有工业吸附剂，吸附效果还可以通过调节电子结构得到进一步提升。团队将深入研究并开发基于石墨烯氧化物的新材料。

为确保研究顺利，团队将整合多方优势资源。“优势互补的团队让我们能够将实验数据、理论计算和材料开发有机结合，形成完整的技术体系。”Kvashnina说。

作为MaLaR项目的重要组成部分，研究人员将在法国格勒诺布尔市的欧洲同步辐射光源装置的ROBL光束线上，利用强X射线对材料性能进行测试。

“我们先利用这种材料从合成元素混合物中提取单个元素。”Kvashnina强调，“诚然，3年内我们只能迈出回收利用的第一步，但如果成功了，应用前景将很广阔。”这项技术的意义不仅在于实现核废料中稀有原材料的回收利用，更重要的是，还可以通过分离不同寿命的同位素，为高放射性核废料建立更安全的分类储存体系。（宋书扉 冯丽妃）