На американском ядерном объекте Savannah River Site была внедрена усовершенствованная конструкция контейнера для отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), что позволит значительно ускорить его переработку для последующего захоронения. Это нововведение решает проблему, с которой специалисты сталкивались ранее, – неполное растворение оригинальных контейнеров в процессе химической обработки, сообщает Interesting Engineering.
Ожидается, что данная технология кардинально сократит время, необходимое для подготовки материала к окончательной утилизации. Прорыв стал возможен после того, как операторы на заводе по химическому разделению H Canyon выявили «узкое место» в технологической цепочке. Инженеры и операторы обнаружили, что контейнеры, используемые для транспортировки особого типа отработавшего ядерного топлива, не растворялись полностью вместе с самим топливом, что приводило к серьезным задержкам.
«Когда специалисты из H Canyon сообщили нам о возникшей проблеме, наша команда инженеров немедленно приступила к изучению конструкции контейнера, чтобы найти способ сократить время его растворения», – рассказал Тристан Дауни, менеджер проекта по отработавшему топливу в компании Savannah River Nuclear Solutions (SRNS), которая является подрядчиком Министерства энергетики США на объекте.
В ходе расследования выяснилось, что проблема заключалась не в самом топливе, а в алюминиевом сплаве, из которого была изготовлена ручка-скоба контейнера. В ответ на этот вызов команда SRNS в сотрудничестве со сторонним поставщиком разработала и изготовила новые контейнеры, используя «более тонкий и легкорастворимый сплав». Это, казалось бы, незначительное изменение имеет колоссальное значение для миссии объекта по «ускоренной выгрузке топлива из бассейна выдержки».
Данная программа направлена на переработку отработавшего ядерного топлива с высокопоточного изотопного реактора HFIR, расположенного в Окриджской национальной лаборатории в штате Теннесси. Это топливо, имеющее уникальную цилиндрическую форму активной зоны, направляется на объект Savannah River Site для растворения в азотной кислоте, после чего его подвергают остекловыванию – превращению в стабильную стекловидную форму для долгосрочного хранения.
Новые контейнеры позволят значительно ускорить этап растворения, что является критически важным элементом программы. По прогнозам, это позволит завершить утилизацию всего накопленного отработавшего ядерного топлива на объекте более чем на 20 лет раньше запланированного срока и сэкономить свыше 4 миллиардов долларов.
«Наши сотрудники умело находят способы усовершенствовать процессы, чтобы работа выполнялась максимально безопасно и эффективно, – заключил Ник Миллер, заместитель вице-президента по экологическим операциям SRNS. – Это изменение не только помогает достигать поставленных целей по переработке, но и поддерживает стабильную работу исследовательского реактора HFIR в Окридже, позволяя ему выполнять важнейшие ядерные исследования».
Замещающие контейнеры уже готовы к эксплуатации и будут введены в строй при следующей плановой отправке топлива с реактора HFIR в H Canyon, что станет ключевым этапом в миссии по экологической реабилитации объекта. Тем временем ученые по всему миру продолжают работать над методами переработки и повторного использования отработавшего ядерного топлива. Так, недавно исследовательская группа из США разработала более безопасный и эффективный химический процесс для рециклинга, включающий использование передового оборудования, такого как центробежные контакторы для отделения ценных материалов от радиоактивных отходов.