과학자들은 방사선을 먹을 수있는 여러 종의 박테리아와 곰팡이를 발견했습니다. 이 미생물은 방사성 화학 물질을 연료 또는 신진 대사의 영양소로 사용할 수 있습니다. 그러한 박테리아는 burkholderia 곰팡이 및 Geobacter 종입니다. Cladosporium sphaerospermum, cryptococcus neoformans 및 Wangiella Dermatitidis와 같은 특정 곰팡이는 방사선을 흡수 할 수있는 안료 멜라닌을 가지고 있습니다.
후쿠시마 다이 치이 (일본, 2011), 체르노빌 (우크라이나, 1986), 3 마일 섬 (U.S.A, 1978), 윈드 스케일 (U.K, 1957)….
체르노빌 제외 구역 (사진 크레디트 :8 사진/셔터 스톡)
이들은 전 세계에서 일어난 가장 심각한 핵 사고 중 일부일뿐입니다.
체르노빌 (Chernobyl)은 현재까지 최악의 사람이며, 체르노빌 원자력 발전소 주변의 구역은 폭발로 인한 위험한 방사선으로 인해 약 20,000 년 동안 유지할 수없는 것으로 추정됩니다.
그러나 원자력 발전소와 관련하여 폭발이 유일한 걱정의 원인은 아닙니다.
이 반응기에서 생성 된 핵 폐기물의 처분은 또한 심각한 문제입니다. 그들은 우라늄과 같은 고도로 방사성 요소로 구동되어 다른 방사성 성분으로 분할되어 본질적으로 파괴 할 수 없습니다. 우라늄에 의해 방출 된 이온화 방사선과 부산물은 DNA를 변경할 수 있으며 장기 노출은 암의 위험을 증가시킵니다.
핵 폐기물이 어떻게 배치됩니까?
현재, 생성 된 방사성 폐기물은 콘크리트로 둘러싸인 대형 스테인레스 스틸 용기에 냉각되어 저장됩니다. 매우 많은 양의 핵 폐기물이 콘크리트에 싸여 있으며 깊은 지하에 묻혀 있습니다. 이러한 방법은 오늘날 가능하지만 세계 인구 증가로 인해 지속 가능하지 않습니다. 방사성 폐기물의 매장은 또한 내용물이 주변 환경으로 침출되어 먹이 사슬에 들어갈 위험이 있습니다. 이 방사성 폐기물을 한 번에 처분하는 더 좋은 방법이 있어야합니다.
배럴에 지하에 저장된 방사성 폐기물 (사진 크레디트 :Josefkubes/Shutterstock)
방사선을 먹을 수있는 미생물은 핵 폐기물 처리에 도움이 될 수 있습니다.
다재다능한 미세한 친구의 약간의 도움으로 우리는 실제로이 핵 폐기물을 제거 할 수 있습니다! 맨체스터 대학교의 과학자들은 geobacter라는 특정 종의 박테리아에 대한 증거를 발견했습니다. 그것은 방사선 노출에서도 생존 할 수있을뿐만 아니라 그것을 활용할 수 있습니다.
geobacter 종은 철 및 방사성 금속을 포함하여 유기 화합물과 금속을 산화시키는 독특한 능력을 가지고 있습니다. 그들은 핵 폐기물이 퇴적되는 깊은 지하 지역과 같이 알칼리성이 높은 산소가없는 지역 (예 :지하 깊은 지하)에서 자랄 수 있습니다.
지하수가 핵 폐기물이 저장되는 콘크리트 금고와 접촉하면 상호 작용이 알칼리성을 높입니다.
일부 핵 폐기물에는 셀룰로오스 (중고 필터, 작업복 등)가 포함되어 있으며, 이는 알칼리성이 높기 때문에 이소 사카린 산 (ISA)으로 분해됩니다. 그런 다음 ISA는 우라늄과 반응하여 누출 될 수 있고 심지어 지하수를 오염시킬 수있는 더 가용성 화합물을 형성 할 수 있습니다.
이러한 치명적인 재난은 geobacter에 의해 예방됩니다. ISA를 분해하여 음식과 에너지의 원천으로 사용할 수 있습니다. 이런 식으로 우라늄은 원래의 불용성, 견고한 형태로 돌아갑니다. 이 형태로 우라늄은 식수 나 먹이 사슬을 오염시켜 수많은 생명을 절약 할 수 없습니다.
다른 예로, 미국 에너지 부의 연구 프로젝트는 Burkholderia 곰팡이라는 박테리아 균주를 확인했습니다. 그것은 우라늄을 사용합니다. 미국 콜로라도 소총에있는 IFRC (Integrated Field Scale Subsurface Research Challenge Site)와 분리되었습니다.
이 결과는 당시 (2015 년 4 월)에 Burkholderiaceae 의 회원이기 때문에 주목할 만했습니다. 가족은 우라늄 감소와 관련이 없었습니다.
이것은 박테리아 종의 독특한 특성이며, 여기서 유전자 물질 (DNA)이 가까이에 놓일 때 교환 할 수 있습니다. 교환 된 DNA는 항생제 또는 중금속 독성에 대한 내성을 야기 할 수 있습니다. b. 진균, 특히 우라늄을 줄일 수있는 일부 DNA를 집어들 수있었습니다.
과학자들은이 새로운 우라늄 감소 기술 이이 지역에서 자라는 다른 우라늄 호흡 박테리아의 박테리아에 의해 픽업되었다고 생각합니다.
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박테리아 유전자 전달 방법 (사진 신용 :Aldona Griskeviciene/Shutterstock)
방사선을 먹을 수있는 곰팡이
곰팡이는 방사선을 완화 할 때 박테리아보다 훨씬 뒤지지 않습니다.
이 증거는 버려진 체르노빌 원자력 발전소의 중심부에서 직접 나온다.
비극 이후 10 년 후, 연구원들은 로봇을 보냈고 위험한 지역을 찾아서 폐허가 된 반응기의 벽에서 피치 블랙 곰팡이를 발견했습니다. 이 조사는 또한 곰팡이가 원자로 자체의 핫 코어에서 방사성 흑연을 분해 할 수 있다고 제안했다.
또 다른 흥미로운 발견은 곰팡이가 방사선의 공급원을 향해 성장하는 것처럼 보였고, 방사선이 가장 높아질 것입니다.
3 개의 곰팡이 종, 즉, cladosporium sphaerospermum , cryptococcus neoformans 및 wangiella dermatitidis, 수집 된 샘플로부터 확인되었다. 많은 양의 안료 멜라닌이 세 종 모두에서 발견되었다.
멜라닌은 또한 인간의 피부에 존재하며 빛을 흡수하는 것으로 알려져 있지만 방사선을 제거합니다.
그러나, 이들 곰팡이에서, 동일한 안료는 또한 방사선을 흡수하여 식물이 안료 엽록소를 사용하여 광합성을 통해 햇빛을 에너지로 변환하는 방법과 유사하게 성장에 활용할 수있게한다.
멜라닌 함유 진균은 또한 멜라닌이없는 다른 곰팡이 종에 비해 방사선의 존재 하에서 더 빨리 자랐다. 이것은 방사선 노출이 곰팡이 멜라닌 분자의 형태의 변화를 유도했기 때문입니다. 이 변화는 멜라닌이 전형적인 대사 화학 반응을 수행하는 데 4 배 더 좋게 만들었습니다.
Chernobyl 's Reactor 4 (사진 크레디트 :Flickr)
그 이후로, 체르노빌에서 37 종의 곰팡이가 회수되었습니다. 이 중 페니 실 리움 hirsutum , cladosporium sphaerospermum , aureobasidium pullulans 및 aspergillus versicolor 극도로 방사성 기질의 활성 바이오 파괴자 일 가능성이 높습니다.
그러한 미생물이 어떻게 우리를 도울 수 있는지
생물 감정 외에도 체르노빌의 방사선을 좋아하는 곰팡이는 NASA의 방사선 문제에 대한 답이 될 수 있습니다. NASA는 사람들을 화성으로 보내 겠다는 결의를 명시 적으로 표현했지만 가장 어려운 장애물 중 하나는 우주 비행사를 방사선으로부터 보호하는 것입니다.
인간은 우주, 달 또는 지구의 보호 대기와 자기장이없는 화성에서 살아남을 수 없습니다. 따라서 과학자들은 우주 비행사를 보호하는 실현 가능한 방법을 찾고 있습니다.
국제 우주 정거장 (사진 크레디트 :Dima Zel/Shutterstock)
제트 추진 연구소의 연구원들은 용액을 찾기 위해 체르노빌에서 국제 우주 정거장 (ISS)으로 분리 된 8 종을 보냈습니다. ISS에서 우주 비행사는 곰팡이가 방사선 수준을 약 2%감소 시킨다는 것을 발견했습니다. 이것만으로는 안전 방패로는 충분하지 않지만 미래가 무엇을 유지할 수 있는지에 대한 지표를 제공합니다. 우주 비행사는 로켓에 탑승 한 곰팡이 식민지를 소량으로 가지고 다닐 수 있습니다. 그런 다음 화성에 도착하면 방패 구조에 재배 될 수 있고 두껍게하여 저렴한 추가 보호 층으로 작용할 수 있습니다.
미생물은 증가하는 방사성 폐기물 더미에 영구적 인 솔루션을 제공하고 다수의 연구 프로젝트가 방사성 물질을 대사하는 능력으로 새로운 미생물을 식별하고있다. 이러한 새로운 발견으로 인해 미생물이 존재하는 모든 원자력 발전소에서 방사성 폐기물을 청소하는 작업이 지정되지 않아야합니다!
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