Завод по витрификации в Хэнфорде достиг нового рубежа — впервые с момента начала строительства 21 год назад на нем начали разливать стекло для иммобилизации радиоактивных отходов.
«Это еще один важный шаг на пути к вводу в эксплуатацию установки с тестовым стеклом, поскольку мы готовимся к иммобилизации радиоактивных и химических отходов в стекле для их безопасного захоронения», — сказал Мэт Ирвин, помощник руководителя установки по витрификации Министерства энергетики США.
Пока первый плавильный аппарат испытывается только с материалами для формования стекла. Впереди еще испытания с муляжами нерадиоактивных отходов, а затем — остекловывание настоящих радиоактивных отходов.
Завод в Хэнфорде строится для того, чтобы превратить часть из 56 млн. галлонов хэнфордских радиоактивных отходов, хранящихся в подземных резервуарах, многие из которых склонны к утечкам, в устойчивую стеклянную форму для последующего захоронения.
Успешное достижение этапа, на котором была продемонстрирована возможность успешной работы плавильной печи и начала заполнения контейнера для радиоактивных отходов, является шагом вперед после того, как чуть более года назад компания Bechtel National предприняла первую попытку изготовления стекла.
Первоначальный тестовый нагрев первой плавильной печи, которая будет использоваться для смешивания отходов с расплавленным стеклом, был остановлен при достижении температуры 300 градусов, когда обнаружилась проблема с электропитанием пусковых нагревателей плавильной печи. В результате индуктор в его электрической системе почернел от перегрева.
После нескольких месяцев поиска неисправностей и внесения изменений в системы плавильной установки, чтобы убедиться в том, что она будет работать безопасно и эффективно, 25 июня был произведен второй запуск нагрева плавильной установки.
На этот раз плавильная печь достигла запланированной рабочей температуры 2100 градусов по Фаренгейту в течение месяца.
Затем в плавильную печь стали добавлять стеклянные шарики, или фритту, произведенную в Ричланде, пока глубина бассейна стекла не достигла 31 дюйма.
Планируется, что плавильная печь будет работать непрерывно в течение пяти лет.
26 октября в контейнер из нержавеющей стали, расположенный под плавильной пещерой, было залито около 900 фунтов стекла, которое заполнило около 10% контейнера. В понедельник была произведена вторая заливка, в результате чего в контейнере оказалось около 1500 фунтов стекла.
Заливка производилась дистанционно из диспетчерской на заводе, а работники наблюдали на видеомониторах, как из плавильной печи вытекает струя расплавленного стекла.
Контейнеры, которые используются для первых радиоактивных отходов, подлежащих переработке, — наименее радиоактивных отходов, хранящихся в подземных резервуарах, — имеют размеры 4 фута на 7,5 фута в ширину.
Заполнение контейнера будет продолжаться по мере добавления фритты в плавитель. В ближайшие недели различные бригады, работающие на заводе по витрификации в круглосуточном режиме, пройдут практику по процедуре заливки.
На декабрь запланирован еще один крупный этап для реализации. Будет запущен второй из двух плавильных агрегатов на заводе по переработке низкоактивных отходов.
Еще два плавителя будут иммобилизовывать высокоактивные радиоактивные отходы на установке витрификации высокоактивных отходов. Его строительство затянулось из-за технических проблем, но по решению федерального суда США он должен быть введен в эксплуатацию в 2033 году.
Контейнер, который сейчас заполняется только стеклом, будет доставлен на специально оборудованном грузовике с прицепом на полигон промышленных и опасных отходов Chemical Waste Management в Арлингтоне, штат Орегон, для утилизации. Было проведено несколько пробных рейсов по 250-мильному маршруту.
В начале 2025 года Министерство энергетики США планирует начать заполнение контейнеров расплавленной стеклянной смесью, включающей низкоактивные радиоактивные отходы.
Переработка радиоактивных отходов
Этот же грузовик и еще два прицепа будут использоваться для перевозки контейнеров с радиоактивными отходами, иммобилизованными в стекле, на футерованный полигон в центре Хэнфорда — Integrated Disposal Facility. Каждый трейлер будет рассчитан на перевозку трех контейнеров.
При выходе на полную мощность витрификационный завод по переработке низкоактивных радиоактивных отходов должен перерабатывать около 5300 галлонов отходов в день или производить около 23 тонн стекла в день, заполняя 3,5 контейнера.
Контейнеры с остеклованными высокоактивными радиоактивными отходами должны быть отправлены в национальное хранилище высокоактивных отходов для захоронения, а не захоронены вместе с менее радиоактивными остеклованными отходами в Хэнфорде. После прекращения работ на объекте Юкка-Маунтин место под национальное хранилище РАО еще не выбрано.
Плавильные печи в хранилище низкоактивных отходов имеют размеры 20 футов на 30 футов и высоту 15 футов. Каждый из них почти в пять раз больше 65-тонного плавителя, работающего на заводе по переработке оборонных отходов на полигоне Саванна-Ривер в Южной Каролине.
На плавильных установках в Хэнфорде при запуске используются временные нагреватели, а затем включается второй комплект нагревателей. Это джоулевые нагреватели, пропускающие электрический ток через бассейн расплавленного стекла.
Для перемешивания стекла и предотвращения образования горячих точек на дне бассейна плавильного стекла установлены барботеры, нагнетающие воздух.
Полигон Хэнфорд площадью 586 кв. миль, расположенный рядом с городом Ричланд в восточной части штата Вашингтон, использовался со времен второй мировой войны и до начала холодной войны для производства почти двух третей плутония для национальной программы создания ядерного оружия.
В результате химического выделения плутония из уранового топлива, облученного в реакторах Хэнфорда, в подземных резервуарах хранится 56 млн. галлонов радиоактивных и других химических отходов.
Планируется, что на установке витрификации будут перерабатываться все высокоактивные радиоактивные отходы, находящиеся в резервуарах, и большая часть низкоактивных отходов. Около 90% радиоактивных отходов, подлежащих переработке, составляют низкоактивные радиоактивные отходы.
Решение о том, как перерабатывать оставшиеся радиоактивные отходы, еще не принято.