Radioaktivität Eine Membran entfernt radioaktive Substanzen

Molkeproteine und Aktivkohle: Dieses Duo filtert radioaktive Elemente aus verseuchtem Wasser, wie ETH-Forschende gezeigt haben. Abwässer aus Spitälern und aus Reaktorunfällen könnten so harmlos gemacht werden.

Bei der Katastrophe von Fukushima gelangten radioaktive Elemente ins Wasser. Weil herkömmliche Methoden die Substanzen nur unzureichend entfernen, plant die japanische Regierung das verseuchte Wasser im Pazifik zu entsorgen. Mit einem an der ETH Zürich entwickelten Filter könnte dies vielleicht umgangen werden.

Schon vor vier Jahren präsentierte ein Team um Raffaele Mezzenga eine Filtermembran, die aus Molkeproteinen und Aktivkohle besteht. Die Filtermembran eliminiere radioaktive Isotope auf breiter Basis, sagte Mezzenga gemäss einer Mitteilung der ETH vom Dienstag.

Sie bindet demnach alle radioaktiven Isotope, die im Periodensystem zwischen Technetium und Uran liegen. Dazu zählen auch radioaktives Cäsium, Iod, Silber und Kobalt, die im Abwasser von Fukushima vorhanden sind. Einzig Tritium bindet laut den Forschenden wahrscheinlich nicht an die Membran, weil es zu klein ist.

Versuche mit Spitalabwässern gelungen

Nicht nur bei Reaktorunfällen, sondern auch in Spitälern fallen radioaktive Abwässer an. So nutzen Ärzte Radionukleide für Krebsbehandlungen oder als Kontrastmittel bei bildgebenden Verfahren. Mezzenga und Sreenath Bolisetty, der Mitentwickler der Membran, setzten ihre Erfindung nun ein, um diese Abwässer zu säubern.

Im Labor eliminierte die Membran drei in der Medizin verwendete Radionuklide fast vollständig. Auch in einer realen Abwasserprobe aus einem Schweizer Spital funktionierte die Technologie: Die in der Probe enthaltene radioaktiven Elemente Iod-131 und Lutetium-177 wurden fast vollständig aus dem Wasser entfernt, wie die Forschenden im Fachmagazin «Environmental Science: Water Research & Technology» berichten.

«Unsere Membran erlaubt es, das Abfallvolumen massiv zu verkleinern und die strahlenden Elemente als Feststoffe kompakt und trocken zu lagern», sagte Mezzenga. Die filtrierten Flüssigkeiten könnten in die Kanalisation abgeleitet werden.

Verhandlungen mit japanischer Firma in Fukushima

Bolisetty plant nun über seine Firma Bluact Technologies GmbH ein Pilotprojekt mit einem Schweizer Spital. Weiter hat er Verhandlungen mit einer japanischen Firma aufgenommen, die an der Sanierung in Fukushima beteiligt ist.

«Bestätigt sich unsere Vermutung, könnte mithilfe der Filtermembran das Abwasservolumen in Fukushima massiv reduziert werden, so dass kein radioaktives Wasser im Pazifik verklappt werden müsste», sagte er. Die mit den stark strahlenden Elementen gesättigten Filter könnten als Feststoffe dort aufbewahrt werden, wo beispielsweise auch abgebrannte Brennstäbe aus Atomkraftwerken lagern. 

http://dx.doi.org/10.1039/D0EW00693A