PNNL forglasses med succes tre liter radioaktivt tankaffald

I en første af sin slags demonstration, forskere ved Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory har forglasset lavaktivt affald fra underjordiske lagertanke i Hanford, immobilisering af de radioaktive og kemiske materialer i en holdbar glasaffaldsform.

Cirka tre gallons lavaktivt Hanford-tankaffald blev forglasset på PNNL's Radiochemical Processing Laboratory i april. Demonstrationen i laboratorieskala er et vigtigt skridt mod den endelige behandling af millioner af liter farligt affald genereret under tidligere plutoniumproduktion i Hanford.

"Dette var første gang lavaktivt Hanford tankaffald er blevet forglasset i en kontinuerlig proces, meget lig den behandlingsproces, der vil blive brugt i Hanford, snarere end som en enkelt batch, " sagde Albert Kruger, glasforsker hos DOE's Office of River Protection. "Erfaringerne fra denne test vil hjælpe os, når vi forbereder os på fuldskala operationer."

Forskere ved PNNL udførte arbejdet i samarbejde med Hanford-tankdriftsentreprenøren Washington River Protection Solutions og ORP.

For at forglasse materialet, forskere blandede det flydende affald med glasdannende materialer og pumpede det, i en kontrolleret hastighed, ind i hot melt applikatoren. Cirka 5 tommer i diameter, hot melt applikatoren sidder inde i en ovn, der holder de glasdannende materialer i den ved 2100?F. Et halvt pund glas hældes fra hot melt applikatoren hver halve time, og testen producerede ca. 20 pund glas.

"Denne vellykkede test bekræfter den videnskabelige og tekniske tilgang, " sagde Will Eaton, der ledede testen for PNNL. "Det er virkelig spændende at se det faktiske lavaktive affald fra Hanford blive omdannet til glas. Det binder sammen 20 års arbejde fra design og opførelse af affaldsbehandlingsanlægget til den forskning og test, der har understøttet den indsats."

Forglasningstesten var den seneste i en serie, der brugte den PNNL-designede testplatform til at efterligne nøgleprocesserne, der skal bruges i Direct Feed Low-Activity Waste-systemet, der bygges i Hanford. DFLAW vil fjerne faste stoffer og cæsium fra tankaffald og sende det resulterende lavaktive affald til affaldsbehandlingsanlægget til forglasning inde i store hot melt applikatorer.

I test, der førte op til forglasningen, det originale højniveau tankaffald blev forbehandlet inde i en PNNL-varmecelle. der, forskere brugte et filter og ionbytterkolonner til at fjerne faste stoffer og cæsium, efterlader en lavaktiv opløsning indeholdende opløste affaldsbestanddele.

Afgangsgasser dannet under forglasningsprocessen producerede et flydende kondensat, som vil blive koncentreret og fuget senere på foråret i en anden relateret test. Det indstøbte materiale vil blive analyseret for at se, om det opfylder bortskaffelseskravene.

En anden forglasningstest i laboratorieskala er planlagt senere i år med cirka to gallons affald fra en anden Hanford-tank. Forbehandling af dette affald vil teste forskellige filtrering og ionbytningsmetoder.

"At være i stand til at køre rigtigt tankaffald i stedet for simulant gennem disse test giver værdifuldt input til at validere og forfine vores tilgang til behandling af lavaktivt affald, " sagde Kris Colosi, WRPS projektleder. "Det er endnu et vigtigt skridt hen imod fjernelse og bortskaffelse af en stor del af Hanfords tankaffald."

PNNL, som er beliggende nær Hanford-stedet, udviklede den flydende keramiske affaldssmelterteknologi i 1970'erne, og den er blevet standarden for affaldsforglasning her i landet og andre steder i verden. Adskillige smeltertests er blevet udført i de følgende årtier, herunder både små og store simulantforsøg og pilotskalatest med højaktivt radioaktivt affald.