«ققنوس از خاکستر برمی‌خیزد»: بلوک‌های مقاوم به تشعشع هسته‌ای ساخته شده از خاکستر آتشفشانی
فیلیپین سرزمینی زیبا است ولی با زوال طبیعت نیز روبرو است.
در سال ۲۰۲۰، آتشفشان تال خشم خود را آزاد کرد و مناطق وسیعی را با خاکستر آتشفشانی پوشاند.
به نظر می‌رسد که خاکستر آتشفشانی بی‌فایده است، اما یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که این محصول جانبی فاجعه می‌تواند کلیدی برای ایجاد محافظت بهتر در برابر تشعشع باشد.
مانند ققنوس که از خاکستر برمی‌خیزد، دانشمندان در حال استفاده از خاکستر آتشفشان تال برای ایجاد بلوک‌های ملات ژئوپلیمر هستند که احتمالاً برای ساخت تأسیسات محافظت شده در برابر تشعشع مناسب هستند.
این کشف شگفت‌انگیز از سوی پژوهشگرانی به نام‌های فلوید رِی پی. پلاندو، میریس وی. سوپناد، و جوئل تی. مکیلینگ پلاندو از دانشگاه آتنیو د مانیلا و دانشگاه ملی - شعبه مال آف آسیا به دست آمده است.
استفاده از خاکستر آتشفشانی ممکن است یک جایگزین پایدار برای مواد محافظتی سنتی و اغلب گرانبها مانند بتن و سرب ارائه دهد.
استفاده از خاکستر آتشفشان تال
ایده استفاده از خاکستر آتشفشانی پس از فوران آتشفشان تال در سال ۲۰۲۰ مطرح شد ــ ۴۳ سال پس از فوران آخر آن در سال ۱۹۷۷.
پس از فوران، خاکستر آتشفشانی مناطق وسیعی از لوزون ــ جزیره‌ای پرجمعیت در فیلیپین را پوشاند.
خاکستر آتشفشانی شبیه خاکستر معمولی از سوختن مواد آلی نیست. این خاکستر از قطعات کوچک، تیز و شیشه‌ای ساخته شده که سخت، ساینده و خورنده هستند. با توجه به این که به راحتی حل نمی‌شوند، رسوبات بزرگ این خاکستر می‌توانند تأثیر قابل توجهی بر محیط زیست و موجودات زنده داشته باشند.
دفع مقادیر زیاد خاکستر آتشفشانی تولید شده از فوران ۲۰۲۰ یک کار دشوار بود.
محققان به جای صرفاً دور ریختن خاکستر آتشفشانی ناشی از فوران تال، تصمیم گرفتند پتانسیل استفاده از آن در ساخت‌وساز را بررسی کنند.
مواد معدنی غنی از آهن
پژوهشگران دریافتند که ملات ژئوپلیمر ساخته شده با خاکستر آتشفشانی تال (TVA) دارای قابلیت‌های بلوک کردن قوی تشعشع به دلیل حضور طبیعی مواد معدنی غنی از آهن در خاکستر است.
پلانادو گفت: «آهن دارای قدرت تعامل بیشتری است زیرا حاوی الکترون‌های بیشتری است. علاوه بر این، یک فلز متراکم است به دلیل ساختار سنگین و محکم آن. ماده دارای الکترون زیاد و پرچگال‌تر مانند TVA دارای راندمان قوی‌تری در بلوک کردن پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما خطرناک است.”
مکیلینگ همچنین افزود: «علاوه بر این، ترکیب بهینه خاکستر آتشفشانی و مصالح باعث کاهش کارایی فوتون (تشعشع) می‌شود به دلیل اختلال (آنتروپی) حاصل در ساختارهای میکرو مصالح گرانولی.”
تشعشع یونی عمدتاً در بیمارستان‌ها، سایت‌های صنعتی و تأسیسات هسته‌ای استفاده می‌شود. این تشعشع به‌طور معمول برای اهداف مفیدی مانند درمان‌های پزشکی، بازرسی‌های ساختاری در ساختمان‌ها و استریلیزه کردن مواد غذایی به منظور افزایش عمر ماندگاری استفاده می‌شود.
با این حال، این تشعشع می‌تواند مضر باشد اگر به درستی مهار نشود. بنابراین، حفاظت برای جلوگیری از آثار مضرات مواجهه طولانی مدت با تشعشع یونی ضروری است.
مواد استاندارد محافظت از تشعشع مانند بتن و سرب هزینه‌بر و محیط زیستی مساله‌دار هستند. به همین دلایل، کارشناسان به دنبال جایگزین‌های پایدار بوده‌اند.
تیم تحقیقاتی اشاره می‌کند که مواد آتشفشانی در فیلیپین به وفور یافت می‌شوند، که می‌تواند به توسعه این فرایند کمک کند.
اهمیت این مطالعه در ارائه راه حلی عملی برای مدیریت پسماندهای بلایای طبیعی با استفاده برای حفاظت از تشعشع است.
این اطلاعیه مطبوعاتی نشان می‌دهد که تحقیقات بیشتر بر بهبود دوام و عملکرد محافظتی مواد تمرکز خواهد کرد.
این مطالعه مبنای مفهومی چگونگی استفاده از محصولات جانبی رویدادهای طبیعی مخرب مانند فوران‌های آتشفشانی برای پیشرفت‌های نویدبخش را نشان می‌دهد.
