Podstawowym problemem techniki jądrowej są radioaktywne odpady. Jeżeli ostatecznie sięgniemy po energetykę jądrową, trzeba się będzie z tym problemem zmierzyć w znacznie większym niż dotąd wymiarze.

Z różnych źródeł pochodzi obecnie w charakterze odpadów ok. 75 radioaktywnych izotopów różnych pierwiastków. W Polsce są to niewielkie ilości, głównie z zastosowań medycznych, składowane w miejscowości Różan. Składowanych jest tam ok. 45 m3 odpadów rocznie( po zalaniu betonem objętość sięga 80 m3). Masę tę umieszcza się w metalowych hobokach lub bębnach.

Elektrownia jądrowa znacząco zwiększy tę masę ilościowo i jakościowo. Jednostka o mocy 1000 MW wytwarza ok. 1 m3 odpadów radioaktywnych rocznie. Polskie elektrownie łącznie miałyby moc ok. 6000 MW, ale odpady byłyby znacznie groźniejsze niż dotychczasowe. Na świecie poza składowaniem w odpowiednich pojemnikach odpady promieniotwórcze przetwarza się z użyciem skomplikowanych technologii. Ten tzw. reprocessing obejmuje procesy separacji, transmutacji i utrwalania (conditioningu).

Tytaniczny synroc
Jednym ze sposobów utrwalania jest „syntetyczna skała” (synroc). W Instytucie Chemii i Techniki Jądrowej opracowano oryginalną metodę uzyskiwania syntetycznej skały. Jest to zaawansowana ceramika składająca się z geochemicznie stabilnych związków tytanu występujących naturalnie w skorupie ziemskiej. Mają one strukturę, która umożliwia wbudowanie prawie wszystkich radioaktywnych związków zawartych w odpadach nuklearnych.

Technologia ta, opracowana przez zespół pod kierunkiem prof. Andrzeja Chmielewskiego została już nagrodzona na wystawach wynalazczych Brussels Innova 2012 oraz IWIS 20122 w Warszawie. Prace związane z przetwarzaniem lub utylizacją radioaktywnych materiałów odpadowych są jedną ze specjalności ICHTJ.

Tu opracowano m.in instalację do przeróbki ciekłych materiałów radioaktywnych wytwarzanych instytutach badawczych ( w ramach jednego z projektów rozwojowych). W 2013r na wystawach wynalazków (Archimedes w Moskwie) nagradzany był też "Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych w szkłach krzemionkowych". Zamknięcie odpadów w masie szklanej jest jednym z lepszych sposobów pozbycia się tego problemu.

Mikrosfery przeciw rakowi
Ponieważ Instytut specjalizuje się od lat w produkcji i sprzedaży substancji radioaktywnych dla medycyny do diagnostyki i terapii nowotworowej, stara się wychodzić na przeciw wszelkim nowym technikom medycznym. Jedną z nowszych metod walki z rakiem (zwłaszcza wątroby) jest tzw. radioembolizacja. Polega ona na wprowadzeniu wprost do guza wątroby drobnych kulek (mikrosfer) o średnicy 20-100 mikrometrów zawierających pierwiastek promieniotwórczy. Instytut przez szereg lat wypracowywał własną technologię wytwarzania takich ziaren sferycznych metodą zol-żel.

Obecnie, po zmodyfikowaniu tej metody wytworzono radiofarmaceutyk, który znakomicie nadaje się do celów terapii wątroby – aktywowany tlenek itru w postaci sferycznych ziaren. Po wprowadzeniu takich nanotechnologicznych granulek drogą wewnątrznaczyniową guz zostaje napromieniowany silnym strumieniem elektronów (promieniowanie beta).

Napromieniowanie z użyciem odpowiedniego preparatu daje efekt farmaceutyczny w obrębie zmian chorobowych bezpieczny dla chorego. Rozwój komórek raka pierwotnego wątrobowo-komórkowego zostaje powstrzymany. Radioembolizacja jest niezwykle pożądaną metodą leczenia onkologicznego, gdyż może być stosowana w każdym stadium choroby – nie obciąża organizmu pacjenta. Skutecznie zastępuje metody, których w wielu przypadkach organizm chorego nie toleruje.

Biogaz naukowo
Dorobek technologiczny Instytutu, zwłaszcza w dziedzinie konstrukcji różnego rodzaju instalacji i reaktorów chemicznych pozwala mu na udział w pionierskich przedsięwzięciach, które mogą nie mieć zupełnie związku z techniką radiacyjną. Przykładem jest ostatnio nagradzany wynalazek "Sposób i układ transportu i mieszania zawiesiny biomasy w hydrolizerze i fermentorze", zgłoszony do opatentowania. Dyrektor ICHTJ, prof. Andrzej Chmielewski nawiązał w swoim czasie współpracę z inżynierami z Zamościa - działaczami miejscowego oddziału SEP - Adamem Kryłowiczem, Januszem Usidusem i Kazimierzem Chrzanowskim, którzy jako pierwsi w Polsce skonstruowali domową biogazownię i elektrownię. Projekt jest owocem tej współpracy. Rozwiązuje jeden z podstawowych problemów dla biogazowni - sposób możliwie najprostszego i najmniej energochłonnego przygotowania surowca do reakcji, w wyniku której pozyskuje się biogaz o zastosowaniu energetycznym a także ciepło. Cała sztuka polega na odpowiedniej współpracy hydrolizera z fermentatorem i separatorem pofermentu. Biogazownia w Szewni pod Zamościem wykorzystuje w kotle fermentacyjnym odpady rolnicze (słoma, liście, nać buraczana itp.) dając ok. 1 m3 gazu na godzinę po przetworzeniu 50 kg biomasy na dobę. Wydajność tej instalacji zależna jest właśnie od stopnia rozdrobnienia surowca, jego hydrolizy i warunków procesu fermentacji. Hasło "biogazownia w każdej gminie" padło właśnie dzięki takim wynalazkom. Wprawdzie sama instalacja w Szewni nie jest tania, jak na urządzenie przydomowe (ok. 30 tys. zł), ale biogaz i energia z tego procesu pozyskiwana jest już niemal darmo i w sposób ciągły.
jaz.

Biogazownia w Szewni