密西西比大學的研究人員發現，將金屬裂變燃料嵌入氮化鈾奈米顆粒可以改善裂變反應堆的壽命和安全性。此外，這種方法還有助於減少裂變電廠產生的放射性廢物，從而促進這種能源的採用。核裂變技術以其能夠在不產生碳排放的情況下產生大量能量而著稱。與太陽能和風能等可再生能源相比，核裂變反應堆所需的土地面積僅為其一小部分。然而，它們並不是各國提高能源生產能力的首選。即便在美國，核裂變反應堆也僅供應約 20% 的電力。對於裂變能源的抵制主要來源於放射性廢物的產生。
由密西西比大學機械工程副教授 Samrat Choudhury 領導的研究團隊探索了減少廢物的方法，並找到了一種創新的途徑。在核反應堆運行時，內部的金屬燃料會膨脹，並與反應堆的包覆材料接觸。包覆材料的設計旨在作為保護殼，防止放射性燃料及其副產品進入反應堆壁。然而，隨著時間的推移，膨脹的金屬燃料不斷與包覆材料接觸，導致其劣化並變得脆弱，從而縮短反應堆的壽命。Choudhury 和他的團隊試圖尋找方法將裂變材料困住在金屬基體中，以防它們接觸到包覆材料。
在最近的研究中，研究人員測試了奈米顆粒，並發現氮化鈾奈米顆粒與金屬燃料之間的界面可以用來捕獲裂變產物。愛達荷大學核工程與工業管理系主任 Indrajit Charit 表示：「如果能讓燃料在反應堆中停留更長時間，並提取所有可用能量，那麼生成的使用過的燃料速度就會減慢。」他指出，「燃料的燃燒效率也取決於包覆材料的性能。如果包覆材料損壞，就不能隨便將燃料留在裡面。因此，這項研究也幫助我們提高燃料的燃燒效率。」
Choudhury 補充道：「如果我們能更長時間地使用燃料，就有可能減少產生的廢物。如果我們能大大減少廢物，那麼採用核能將變得容易得多。」然而，這一切在成為現實之前，研究人員需要在現實條件下驗證他們的技術。團隊將專注於完善他們的奈米顆粒燃料配方，然後尋找業界夥伴進行測試。Charit 表示：「這些技術的成熟需要很長時間，才能達到企業願意採用的水平，但這是第一步。」研究結果已發表在《Advanced Materials Interfaces》期刊上。
