Les scientifiques fondent des déchets radioactifs en verre dans une plate-forme d'essai au PNNL conçue pour imiter le système de déchets à faible activité à alimentation directe en cours de construction à Hanford, un ancien site de production d'armes dans l'État de Washington. Crédit :PNNL
Lors d'une démonstration inédite, des chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory du ministère de l'Énergie ont vitrifié des déchets de faible activité provenant de réservoirs de stockage souterrains à Hanford, immobilisant les matières radioactives et chimiques sous une forme durable de déchets de verre.
Environ trois gallons de déchets de réservoir Hanford à faible activité ont été vitrifiés au laboratoire de traitement radiochimique du PNNL en avril. La démonstration à l'échelle du laboratoire est une étape importante vers le traitement éventuel de millions de gallons de déchets dangereux générés lors de la production passée de plutonium à Hanford.
"C'était la première fois que des déchets de réservoir Hanford à faible activité étaient vitrifiés dans un processus continu, très similaire au procédé de traitement qui sera utilisé à Hanford, plutôt qu'en un seul lot, " dit Albert Kruger, scientifique du verre au Bureau de la protection des rivières du DOE. "L'expérience de ce test nous aidera à nous préparer pour des opérations à grande échelle."
Les chercheurs du PNNL ont effectué le travail en partenariat avec le sous-traitant des opérations de réservoir de Hanford, Washington River Protection Solutions et ORP.
Pour vitrifier la matière, les chercheurs ont mélangé les déchets liquides avec des matériaux verriers et les ont pompés, à un rythme contrôlé, dans le fondoir. Environ 5 pouces de diamètre, le fondoir se trouve à l'intérieur d'un four qui maintient les matériaux formant le verre à l'intérieur à 2100 °F. Une demi-livre de verre coulée du fondoir toutes les demi-heures, et le test a produit environ 20 livres de verre.
"Ce test réussi confirme l'approche scientifique et technique, " a déclaré Will Eaton, qui a dirigé le test pour le PNNL. " Voir les déchets de faible activité de Hanford convertis en verre est vraiment excitant. Il relie 20 ans de travail depuis la conception et la construction de l'usine de traitement des déchets à la recherche et aux tests qui ont soutenu cet effort. »
Le matériau rouge est constitué de déchets radioactifs provenant d'un réservoir de stockage souterrain à Hanford, éclairé par le verre fondu ci-dessous lorsqu'il est vitrifié en un verre solide pour la première fois dans un processus continu, très similaire au système de déchets à faible activité Direct Feel qui sera utilisé à Hanford, un ancien site de production d'armes dans l'État de Washington. Crédit :PNNL
Le test de vitrification était le plus récent d'une série qui utilisait la plate-forme de test conçue par le PNNL pour imiter les processus clés à utiliser dans le système de déchets à faible activité à alimentation directe en cours de construction à Hanford. DFLAW éliminera les solides et le césium des déchets des réservoirs et enverra les déchets de faible activité résultants à l'usine de traitement des déchets pour vitrification à l'intérieur de grands fondoirs.
Dans les essais menant à la vitrification, les déchets du réservoir de haute activité d'origine ont été prétraités à l'intérieur d'une cellule chaude du PNNL. Là, les chercheurs ont utilisé un filtre et des colonnes échangeuses d'ions pour éliminer les solides et le césium, laissant une solution de faible activité contenant des constituants de déchets dissous.
Les effluents gazeux générés pendant le processus de vitrification ont produit un condensat liquide qui sera concentré et injecté plus tard ce printemps dans un autre essai connexe. Le matériau jointoyé sera analysé pour voir s'il répond aux exigences d'élimination.
Un deuxième test de vitrification à l'échelle du laboratoire est prévu plus tard cette année en utilisant environ deux gallons de déchets provenant d'un autre réservoir Hanford. Le prétraitement de ces déchets testera différentes méthodes de filtration et d'échange d'ions.
"Être capable d'exécuter de vrais déchets de réservoir au lieu de simuler à travers ces tests fournit une contribution précieuse pour valider et affiner notre approche du traitement des déchets de faible activité, " a déclaré Kris Colosi, le chef de projet WRPS. "C'est une autre étape importante vers l'élimination et l'élimination d'une grande partie des déchets de réservoir de Hanford."
PNNL, qui est situé à proximité du site de Hanford, a développé la technologie des fondoirs de déchets céramiques à alimentation liquide dans les années 1970 et elle est devenue la norme pour la vitrification des déchets dans ce pays et ailleurs dans le monde. De nombreux tests de fondoirs ont été menés dans les décennies qui ont suivi, comprenant des essais de simulation à petite et à grande échelle et des essais à l'échelle pilote avec des déchets hautement radioactifs.
