Forskare smälter radioaktivt avfall till glas i en testplattform på PNNL utformad för att efterlikna direktmatat lågaktivitetsavfallssystem som byggs i Hanford, en före detta produktionsplats för vapen i staten Washington. Kredit:PNNL
I en första demonstration i sitt slag, forskare vid Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory har förglasat avfall med låg aktivitet från underjordiska lagertankar i Hanford, immobilisera de radioaktiva och kemiska materialen i en hållbar glasavfallsform.
Ungefär tre liter lågaktivt Hanford-tankavfall förglasades vid PNNL:s radiokemiska bearbetningslaboratorium i april. Laboratoriedemonstrationen är ett viktigt steg mot den slutliga behandlingen av miljontals liter farligt avfall som genererades under tidigare plutoniumproduktion i Hanford.
"Detta var första gången lågaktivt Hanford-tankavfall förglasades i en kontinuerlig process, mycket lik behandlingsprocessen som kommer att användas på Hanford, snarare än som en enda sats, "sa Albert Kruger, glasforskare med DOE:s Office of River Protection. "Erfarenheten från detta test kommer att hjälpa oss när vi förbereder oss för fullskaliga operationer."
Forskare vid PNNL utförde arbetet i samarbete med Hanford -tankoperatör Washington River Protection Solutions och ORP.
För att förglasa materialet, forskare blandade det flytande avfallet med glasbildande material och pumpade det, i kontrollerad takt, in i smältverket. Ungefär 5 tum i diameter, smältverket sitter inne i en ugn som håller glasbildande material inom sig vid 2100? F. Ett halvt kilo glas hälls från smältverket varje halvtimme, och testet producerade ungefär 20 kilo glas.
"Detta framgångsrika test bekräftar vetenskap och teknik, "sade Will Eaton som ledde testet för PNNL." Att se faktiskt Hanford-lågaktivitetsavfall som omvandlas till glas är riktigt spännande. Det knyter ihop 20 års arbete från design och konstruktion av avfallsbehandlingsanläggningen till den forskning och testning som har stött denna insats. "
Det röda materialet är radioaktivt tankavfall från en underjordisk lagringstank i Hanford som belyses av det smälta glaset nedanför när det förglasas till ett fast glas för första gången i kontinuerlig process, mycket lik det Direct Feel Low-Activity Waste-system som kommer att användas på Hanford, en före detta produktionsplats för vapen i staten Washington. Kredit:PNNL
Förglasningstestet var det senaste i en serie som använde den PNNL-designade testplattformen för att efterlikna de viktigaste processerna som ska användas i Direct Feed Low-Activity Waste-systemet som byggs i Hanford. DFLAW tar bort fasta ämnen och cesium från tankavfall och skickar det resulterande lågaktivitetsavfallet till avfallsbehandlingsanläggningen för förglasning inuti stora smältverk.
I tester fram till förglasningen, det ursprungliga tankavfallet på hög nivå förbehandlades inuti en PNNL-varm cell. Där, forskare använde ett filter och jonbyteskolonner för att ta bort fasta ämnen och cesium, lämnar en lågaktivitetslösning innehållande upplösta avfallskomponenter.
Avgaser som genereras under förglasningsprocessen producerade ett flytande kondensat som kommer att koncentreras och injekteras senare i vår i ett annat relaterat test. Det injekterade materialet analyseras för att se om det uppfyller avfallskraven.
Ett andra laboratorietestförglasningstest planeras senare i år med cirka två liter avfall från en annan Hanford-tank. Förbehandling av avfallet kommer att testa olika metoder för filtrering och jonbyte.
"Att kunna köra riktigt tankavfall istället för simulant genom dessa tester ger värdefull input för att validera och förfina vår strategi för behandling av lågaktivitetsavfall, "sa Kris Colosi, projektledaren WRPS. "Det är ytterligare ett viktigt steg mot borttagning och bortskaffande av en stor del av Hanfords tankavfall."
PNNL, som ligger nära Hanford -webbplatsen, utvecklade den flytande matade keramiska avfallsmältningstekniken på 1970-talet och den har blivit standarden för avgasförglasning i detta land och på andra håll runt om i världen. Många smältprov har genomförts under de följande decennierna, inklusive både små och stora simulanttester och pilotskalatester med radioaktivt avfall på hög nivå.
