Los científicos derriten desechos radiactivos en vidrio en una plataforma de prueba en PNNL diseñada para imitar el sistema de desechos de baja actividad de alimentación directa que se está construyendo en Hanford, un antiguo sitio de producción de armas en el estado de Washington. Crédito:PNNL
En una demostración única en su tipo, investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía han vitrificado desechos de baja actividad de tanques de almacenamiento subterráneos en Hanford, inmovilizar los materiales radioactivos y químicos dentro de una forma de residuo de vidrio duradero.
Aproximadamente tres galones de desechos de tanques Hanford de baja actividad fueron vitrificados en el Laboratorio de Procesamiento Radioquímico de PNNL en abril. La demostración a escala de laboratorio es un paso importante hacia el eventual tratamiento de millones de galones de desechos peligrosos generados durante la producción pasada de plutonio en Hanford.
"Esta fue la primera vez que los desechos de tanques Hanford de baja actividad se vitrificaron en un proceso continuo, muy similar al proceso de tratamiento que se utilizará en Hanford, en lugar de como un solo lote, "dijo Albert Kruger, científico de vidrio de la Oficina de Protección del Río del DOE. "La experiencia de esta prueba nos ayudará a prepararnos para operaciones a gran escala".
Los investigadores de PNNL realizaron el trabajo en asociación con el contratista de operaciones de tanques de Hanford Washington River Protection Solutions y ORP.
Para vitrificar el material, los investigadores mezclaron los desechos líquidos con materiales formadores de vidrio y los bombearon, a un ritmo controlado, en el fusor. Aproximadamente 5 pulgadas de diámetro, el fundidor se encuentra dentro de un horno que mantiene los materiales de formación de vidrio dentro de él a 2100 ° F. Se vierte media libra de vidrio del fundidor cada media hora, y la prueba produjo aproximadamente 20 libras de vidrio.
"Esta prueba exitosa confirma el enfoque de ciencia e ingeniería, ", dijo Will Eaton, quien dirigió la prueba de PNNL." Ver los desechos de baja actividad de Hanford reales que se convierten en vidrio es realmente emocionante. Vincula 20 años de trabajo desde el diseño y la construcción de la Planta de Tratamiento de Residuos hasta la investigación y las pruebas que han respaldado ese esfuerzo ".
El material rojo son desechos de tanques radiactivos de un tanque de almacenamiento subterráneo en Hanford que se ilumina con el vidrio fundido que se encuentra debajo mientras se vitrifica en un vidrio sólido por primera vez en un proceso continuo. muy similar al sistema Direct Feel Low-Activity Waste que se utilizará en Hanford, un antiguo sitio de producción de armas en el estado de Washington. Crédito:PNNL
La prueba de vitrificación fue la más reciente de una serie que utilizó la plataforma de prueba diseñada por PNNL para imitar los procesos clave que se utilizarán en el sistema de desechos de baja actividad de alimentación directa que se está construyendo en Hanford. DFLAW eliminará los sólidos y el cesio de los desechos de los tanques y enviará los desechos de baja actividad resultantes a la Planta de tratamiento de desechos para su vitrificación dentro de grandes fusores.
En las pruebas previas a la vitrificación, los desechos originales del tanque de alto nivel se pretrataron dentro de una celda caliente PNNL. Allí, Los investigadores utilizaron un filtro y columnas de intercambio iónico para eliminar sólidos y cesio. dejando una solución de baja actividad que contiene componentes de desecho disueltos.
Los gases de escape generados durante el proceso de vitrificación produjeron un condensado líquido que se concentrará y se le aplicará más adelante esta primavera en otra prueba relacionada. El material enlechado se analizará para ver si cumple con los requisitos de eliminación.
Se planea una segunda prueba de vitrificación a escala de laboratorio a finales de este año utilizando aproximadamente dos galones de desechos de un tanque Hanford diferente. El pretratamiento de esos desechos probará diferentes métodos de filtración e intercambio iónico.
"Ser capaz de procesar desechos de tanques reales en lugar de simuladores a través de estas pruebas proporciona información valiosa para validar y refinar nuestro enfoque para el tratamiento de desechos de baja actividad, "dijo Kris Colosi, el director del proyecto WRPS. "Es otro paso importante hacia la eliminación y eliminación de una gran parte de los desechos del tanque de Hanford".
PNNL, que se encuentra cerca del sitio de Hanford, desarrolló la tecnología de fundición de desechos de cerámica de alimentación líquida en la década de 1970 y se ha convertido en el estándar para la vitrificación de desechos en este país y en otras partes del mundo. Se han realizado numerosas pruebas de fusores en las décadas siguientes, incluyendo pruebas de simulación a pequeña y gran escala y pruebas a escala piloto con desechos radiactivos de alta actividad.
