国際原子力機関（IAEA）が7月に発行した「原子力技術報告2015」によると、昨年末の時点で世界には放射能の度合いの異なる放射性廃棄物が6800万立方メートル以上形成されたという。この状態で、多くの放射性物質の崩壊には時間がかかる。
プロホロフ一般物理研究所マクロキネティクス非平衡プロセス実験所のゲオルギー・シャフェエフ所長率いる同研究所のチームは最近、放射性廃棄物を処理する課題の解決にかなり近づいたことを明らかにした。一部の放射性元素は、特殊溶液中でレーザーに露光すると、すばやくかつ簡単に中性化することが判明した。
発見は偶然
発見は実験所でレーザー照射によるナノ粒子生成の実験が行われていた時に、偶然起こった。溶液中の金属から、ナノ粒子は文字通り叩き出される。研究者はさまざまな金属と溶液で実験した。
研究チームが放射性トリウム232の溶液中に金を浸したところ、溶液はナノ粒子の生成とともに、放射線を放出しなくなった。変換が起こったのである。この効果はウラン238でも同様にあった。福島原発事故で知られているセシウム137の半減期は30年だが、整えられた条件のもとでは、1時間以内に中性バリウムに変わる。
「我々も、核科学者たちも、まだこの現象の科学的説明を行うことができない。おそらく、溶液をこういう条件に置くと、その原子核の周囲、すなわち電子の外殻の状態が変わるのだろう」とシャフェエフ所長は話した。
崩壊の加速化には、何らかの高融点金属すなわち金、銀、チタンなどが溶液中になければならない。「物質の減衰速度は化学的環境すなわちその原子の外殻電子に依存する。ナノ粒子が局所的にレーザー電磁場を強化できるおかげで、我々が電子配置を変えられることは明らか」とシャフェエフ所長。
検証から実践へ
シャフェエフ所長のチームは現在、ドゥブナ合同原子核研究所の結果検証を待っている。超高純度ゲルマニウムをベースにした敏感型ガンマ線スペクトロメータを物理学実験所に持ち込む。これによって、プロセスをリアルタイムで観察できるようになる。対照実験はセシウム137で行われる。
ドゥブナ合同原子核研究所核反応実験室の上級研究員であるサルキス・カラミャン氏はこう話す。「このプロセスを自分の目で見ないと、説明探しができない。私は実験核物理分野で50年以上仕事をしているが、レーザー光または特定の化学的環境のもとで核の崩壊が急に加速するとは信じ難い」
研究者はすでに、未来の開発の具体的な応用についてすでに考えている。土壌へのレーザー浸透力はマイクロメーターで測定されるため、これを使ってチェルノブイリなどの陸上で放射線を中和させることはなかなかできないだろう。だが水であれば、大きな可能性がある。
「もちろん、土壌を集めて、ろ過することは可能。だが、溶液の方が作業しやすい。つまり、タンクからトリチウムやセシウムを含む汚染水が流出し続けている福島で、この開発が多くを是正するかもしれない」とシャフェエフ所長。