北京時(shí)間 12 月 10 日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，全世界發(fā)生的嚴(yán)重核事故并不多。切爾諾貝利事故是迄今為止最嚴(yán)重的一次。爆炸產(chǎn)生的有害輻射，使得切爾諾貝利核電站周圍的區(qū)域在大約 2 萬(wàn)年之內(nèi)，仍不適宜人類居住。
然而，核電站的令人擔(dān)憂之處不僅僅在于爆炸。如何處理核反應(yīng)堆產(chǎn)生的核廢料也是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。核電站的動(dòng)力來(lái)自于高放射性元素（例如鈾）。這些元素又會(huì)分解為其他放射性元素。鈾和其副產(chǎn)物釋放的電離輻射可以改變我們的 DNA。長(zhǎng)期暴露于核輻射之下，更會(huì)增加患癌的風(fēng)險(xiǎn)。
目前，核電站產(chǎn)生的放射性廢物被冷卻存儲(chǔ)在混凝土包裹的大型不銹鋼容器內(nèi)。大量的核廢棄物則裝填在混凝土內(nèi)，埋于地下深處。盡管這些方法在今天仍然行得通，但是由于全球人口的不斷增長(zhǎng)，這些方法難以持續(xù)。填埋的放射性廢物還存在另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)：混凝土內(nèi)的廢棄物可能會(huì)浸出到周圍環(huán)境中，并影響食物鏈。所以，我們需要一個(gè)更好的方法，來(lái)一勞永逸地處理掉放射性廢物。
存儲(chǔ)于地下的放射性廢物桶
讓它們來(lái)吃掉廢棄物！
現(xiàn)在，有請(qǐng)我們多才多藝的微生物朋友！借助微生物的幫助，我們可以真正解決掉核廢物。曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種名為”地桿菌 “（Geobacter）的細(xì)菌，它不僅可以在輻射下生存，還能反過(guò)來(lái)利用輻射。地桿菌具有氧化有機(jī)化合物和金屬（包括鐵和放射性金屬）的獨(dú)特能力。它們甚至可以在高堿度且缺氧的環(huán)境下（比如存放核廢料的地下深處）生存。
如果地下水與存儲(chǔ)核廢料的混凝土屏蔽室接觸，兩者之間的反應(yīng)會(huì)提高堿度。有些核廢料中還含有來(lái)自于廢棄的過(guò)濾器或工作服等的纖維素。在高堿度環(huán)境下，這些纖維素會(huì)分解成異醣酸（ISA）。然后，異醣酸可以和鈾發(fā)生反應(yīng)，形成一種更易溶的化合物。該化合物可能會(huì)泄露，甚至可能會(huì)污染地下水。但是，地桿菌可以防止這種潛在的致命災(zāi)難，因?yàn)樗梢苑纸猱愼彼幔⑵渥鳛槭澄锖湍芰康膩?lái)源。這樣一來(lái)，鈾就會(huì)保持最初的不溶性固體狀態(tài)。這種狀態(tài)的鈾，不會(huì)污染飲用水或食物鏈，從而潛在地拯救了無(wú)數(shù)生命。
在另一個(gè)實(shí)例中，美國(guó)能源部的一個(gè)研究項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)一種名為“伯克霍爾德氏菌屬 ”（Burkholderia fungorum）的菌株，它也可以利用鈾。該發(fā)現(xiàn)的特別之處在于，當(dāng)時(shí)（2015 年 4 月），伯克霍爾德氏菌屬與鈾還原尚無(wú)聯(lián)系。
科學(xué)家認(rèn)為，該區(qū)域有其他消耗鈾的細(xì)菌存在，久而久之，該菌株 “學(xué)會(huì)”了這種鈾還原的新技能。這也是伯克霍爾德氏菌屬的一個(gè)特點(diǎn)：它們可以和鄰近的細(xì)菌交換遺傳物質(zhì)（DNA）。交換的 DNA 可以帶來(lái)對(duì)抗生素的抗性或?qū)χ亟饘俣拘缘目剐?。而伯克霍爾德氏菌屬，可能交換到了一些 DNA，從而使其獲得了還原鈾的能力。
細(xì)菌基因交換的方式
輻射克星
在減弱輻射這件事上，真菌一點(diǎn)也不落后于細(xì)菌。這一證據(jù)直接來(lái)自于已經(jīng)廢棄的切爾諾貝利核電站的中央位置。悲劇發(fā)生的十年后，研究人員派遣機(jī)器人去搜索危險(xiǎn)區(qū)域，然后在毀壞的反應(yīng)堆壁上發(fā)現(xiàn)了漆黑的真菌。調(diào)查還表明，該真菌可以分解來(lái)自核反應(yīng)堆熱核中的放射性石墨。另一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)是，該真菌似乎正向著輻射源的方向生長(zhǎng)。
研究人員從收集到的樣品中鑒別出三種真菌，分別是球孢枝孢菌、新型隱球菌和皮炎王氏霉。研究人員還在這三種真菌中，都發(fā)現(xiàn)了大量的黑色素。黑色素也存在于人的皮膚中。我們已知黑色素可以吸收光，但會(huì)消除輻射。然而，在這些真菌中，同樣的黑色素卻會(huì)吸收輻射，并利用輻射來(lái)生長(zhǎng)，好比植物利用葉綠素通過(guò)光合作用將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為能量一樣。
和其他缺乏黑色素的真菌相比，含有黑色素的真菌在輻射下生長(zhǎng)得更快。這是因?yàn)檩椛浔┞秾?dǎo)致真菌黑色素分子形狀發(fā)生改變。這種變化，導(dǎo)致黑色素進(jìn)行典型代謝化學(xué)反應(yīng)的能力提高了四倍。
切爾諾貝利四號(hào)反應(yīng)堆內(nèi)部
自此之后，研究人員從切爾諾貝利發(fā)現(xiàn)了 37 種真菌。其中，多毛青霉、球孢枝孢菌、黑酵母菌和雜色曲霉甚至可能是具有極高放射性底物的活性生物破壞劑。除了生物修復(fù)之外，在切爾諾貝利發(fā)現(xiàn)的那些喜歡輻射的真菌或許也可以解決 NASA 的輻射問(wèn)題。NASA 已經(jīng)下決心，要將人類送上火星。但他們面臨的一個(gè)最大阻礙就是如何保護(hù)宇航員免受輻射危害。我們?cè)诘厍蛏?，有大氣和磁?chǎng)的保護(hù)。但是在太空、月球、在火星，沒(méi)有這些保護(hù)，人類根本無(wú)法生存。因此，科學(xué)家正在尋找保護(hù)宇航員的可行方法。
國(guó)際空間站
噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員已將從切爾諾貝利分離出來(lái)的八種真菌送去了國(guó)際空間站，希望能借此找到解決方案。在國(guó)際空間站，宇航員發(fā)現(xiàn)，這些真菌可以將輻射水平降低大約 2%。雖然這 2% 遠(yuǎn)不足以用來(lái)保護(hù)宇航員，但至少我們看到未來(lái)的希望。比如，宇航員在出發(fā)時(shí)可以攜帶少量真菌菌落，然后在抵達(dá)火星后，將真菌種植在盾型結(jié)構(gòu)上，等真菌繁殖起來(lái)后，就可以提供價(jià)廉物美的額外保護(hù)。
毫無(wú)疑問(wèn)，微生物為不斷增加的放射性廢物提供了永久性解決方案，多個(gè)研究項(xiàng)目也在尋找其他可代謝放射性物質(zhì)的新型微生物。借著這些新的發(fā)現(xiàn)，未來(lái)我們將可以用微生物去清理現(xiàn)有的每一個(gè)核電站產(chǎn)生的放射性廢物。
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