Небольшая группа исследователей из Университета штата Вашингтон (WSU) разработала инновационный метод обнаружения соли в плавильных установках, используемых для утилизации ядерных отходов, что значительно повышает безопасность процесса управления отходами. Как сообщает издание WSU Insider, это достижение, описанное в научном журнале Measurement, обещает революционизировать подход к переработке высокоактивных радиоактивных отходов.
Ученые использовали уникальную комбинацию миллиметровой волновой технологии и терагерцовой радиометрии. Эта передовая технология позволяет обнаруживать даже незначительные количества соли в плавильных установках, используемых для остекловывания ядерных отходов. Данный прорыв важен не только с точки зрения технологического прогресса, но и с точки зрения обеспечения безопасности окружающей среды и здоровья человека.
Ядерные отходы представляют серьезную опасность, если с ними не обращаться должным образом. По данным Всемирной ядерной ассоциации, лишь 3% всех ядерных отходов относятся к категории «высокоактивных», то есть особо опасных. Эти отходы содержат 95% всей радиоактивности ядерных отходов. Большая часть этих отходов представляет собой отработавшее ядерное топливо.
Остекловывание (витрификация) является эффективным способом утилизации и хранения высокоактивных радиоактивных отходов. В процессе витрификации отходы превращаются в стекло, что позволяет надежно зафиксировать радиоактивные элементы и предотвратить их утечку в окружающую среду. Однако в процессе остекловывания могут образовываться соли хлорида и фторида. Поскольку соль растворяется в воде, она снижает прочность стекла. Если такое стекло подвергнется воздействию воды во время хранения, содержащаяся в нем соль может привести к утечке радиоактивных веществ. Ученые из WSU разработали метод, позволяющий идентифицировать образование соли на ранних стадиях процесса остекловывания.
Раннее обнаружение солевых образований позволяет специалистам по управлению отходами усовершенствовать технологию очистки и снизить риски загрязнения. Процесс остекловывания происходит в больших плавильных установках, работающих при высоких температурах. Джон Басси, один из ведущих авторов исследования, сообщает, что новая технология позволяет контролировать плавильные установки, чтобы понимать, нужно ли изменить состав расплава.
Исследователи надеются использовать свою разработку на Хэнфордском комплексе, который ранее использовался для производства плутония для первой ядерной бомбы. Ядерные отходы, хранящиеся там, имеют сложный состав, что повышает вероятность образования солей. Иан Уэллс, еще один ведущий автор исследования, сообщает, что сравнение различных расплавов помогает выявить изменения, приводящие к проблемам. Уэллс утверждает, что на основании поведения расплава можно четко определить, что происходит в плавильной установке.
Данная технология мониторинга позволяет корректировать работу плавильных установок, показывающих признаки образования соли, еще до того, как соль сформируется. Уэллс сообщил WSU Insider, что исследователей удивила чувствительность датчика, способного определять даже очень малые количества соли. Эффективность технологии мониторинга вселяет оптимизм относительно будущего безопасной утилизации ядерных отходов.