Polski uczony opracował metodę usuwania radioaktywnego cezu

Doktor Artur Kasprzak z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej jest pionierem badań nad zastosowaniem materiałów zawierających sumanen do usuwania radioaktywnego cezu. Wysokie stężenie izotopu ¹³⁷Cs występuje głównie w miejscach katastrof atomowych. Nic więc dziwnego, że badaniami Kasprzaka zainteresowani są Japończycy, którzy zmagają się ze skutkami awarii w Fukushimie. Problem dotyczy jednak całego świata, bo cez wykorzystuje się m.in. w leczeniu nowotworów.

Stabilny izotop cezu ¹³³Cs występuje w przyrodzie w sposób naturalny. Natomiast izotop ¹³⁷Cs, obecny w wypalonym paliwie jądrowym, to jeden ze sprawiających największe problemy pierwiastków promieniotwórczych o krótkim do średniego okresie połowicznego rozpadu. Ma on dość niski punkt wrzenia, łatwo się uwalnia i może przebyć w powietrzu bardzo duże odległości. Po opadnięciu na ziemię łatwo rozprzestrzenia się w środowisku, gdyż jego sole bez problemu rozpuszczają się w wodzie. Cez-137 jest wykorzystywany też do kalibracji urządzeń wykrywających promieniowanie, w radioterapii medycznej i niektórych urządzeniach pomiarowych.

Naukowcy od dawna szukają sposobów na usuwanie soli cezu z roztworów wodnych. Jednak problem stanowią zarówno niska selektywność stosowanych metod, w wyniku czego usuwane są też pożądane pierwiastki, jak i wysoki koszt utylizacji.
Sumanenem zainteresowałem się w 2019 roku podczas stażu naukowego w Osaka University w Japonii, gdy pracowałem w zespole prof. Hidehiro Sakurai – to on w 2003 roku odkrył ten związek. Zwróciłem uwagę, że większość badań prowadzonych nad sumanenem to głównie badania strukturalne i syntetyczne. Brakowało w nich informacji o praktycznym wykorzystaniu. Udało mi się jedynie znaleźć wzmiankę, że sumanen w sposób selektywny oddziałuje z kationami cezu, wspomina doktor Kasprzak.

Uczony postanowił więc stworzyć magnetyczny nanomateriał absorbujący cez. Wynikiem jego pracy są modyfikowane sumanenem nanocząski węglowe z rdzeniem kobaltowym. Materiał absorbujący cez wsypuje się do zanieczyszczonej wody. Jego właściwości magnetyczne pozwalają na szybkie, łatwe i dokładne oddzielenie materiału od roztworu. Jeśli wrzucimy do zanieczyszczonej wody materiał bez tych właściwości, musimy oddzielić go w inny sposób, chociażby poprzez odsączanie lub wirowanie. W kuchni jest to proste, ale w przemyśle już nie. Właściwości magnetyczne ułatwiają cały proces. Wystarczy, że przyłoży się magnes do fiolki i materiał oddziela się od roztworu, a wraz z nim cez, mówi uczony.

Dotychczasowe testy wypadły bardzo pomyślnie. Rozwiązanie Kasprzaka sprawdziło się zarówno, gdy do roztworu dodano sód i potas, które miały przeszkadzać w działaniu absorbentu, jak i podczas oczyszczania ścieków powstających w trakcie prac nad prekursorem leku przeciwnowotworowego i ścieków z badań chemicznych. Co więcej, absorbent można łatwo regenerować za pomocą niewielkiej ilości wody, zatem i wielokrotnie używać.

sumnanen cez usuwanie