Investigadoras de la Universidad de Cantabria (UC), en colaboración con el Instituto de Ciencias de los Materiales de Sevilla (ICMS), han desarrollado un nuevo sensor luminiscente que proporciona información sobre las interacciones de tipo físico-químico que ocurren entre residuos radioactivos de alta actividad y la barrera de ingeniería formada por arcillas en depósitos geológicos profundos”.
Así lo explica Ana C. Perdigón y Rosa Martín-Rodríguez, miembros del grupo de investigación de Química Inorgánica que ha liderado este trabajo. En su opinión, se demuestra así “la aplicación de las propiedades ópticas del europio (Eu3+) para monitorizar el almacenamiento de residuos radiactivos”.
El Almacén Geológico Profundo (AGP), uno de los sistemas más utilizados para los residuos radioactivos, consiste en almacenarlos a gran profundidad en el interior de formaciones geológicas estables. El AGP está formado por diferentes barreras naturales y de ingeniería cuyo principal objetivo es el retardo de la difusión de los residuos nucleares hacia la biosfera, estando constituido, principalmente, por el propio residuo sólido, el bidón de acero, un recubrimiento de arcillas y la roca donde se ha perforado la galería.
“Estos depósitos o AGP están basados en el concepto de multi-barrera –explica Perdigón– y la barrera de ingeniería es la barrera formada por arcillas, material elegido precisamente por su plasticidad, por su capacidad para retener agua subterránea y por su alta capacidad de adsorción”.
En arcilla
El sensor de la UC, presentado a través de una publicación en la revista ACS Applied Materials & Interfaces, combina una arcilla sintética concreta, que son las micas de alta carga, y un catión luminiscente, que es el europio. “Utilizamos esta arcilla porque presenta propiedades de adsorción mejoradas con respecto a las arcillas naturales usadas tradicionalmente y, además, sirven como sensor luminiscente combinadas con europio en el seguimiento de los procesos físico-químicos de retención”, describen las investigadoras.
“La inmovilización de los residuos radiactivos en la arcilla ocurre por dos mecanismos diferentes: uno temporal mediante el intercambio catiónico en la interlámina, y otro definitivo mediante la transformación a nuevas fases cristalinas en condiciones hidrotermales –se describe en el artículo–. El Eu3+, además de ser un excelente análogo químico de los actínidos, actúa como sensor luminiscente local para monitorizar dicha inmovilización”.
Así, concluyen las científicas, “el primer mecanismo, el intercambio catiónico, se caracteriza por la presencia de emisión verde y roja del Eu3+ y tiempos de vida cortos, mientras que el segundo mecanismo, la formación de disilicatos y aluminatos, se identifica por la desaparición de la emisión verde y tiempos de vida más largos”.
