In een eersteklas demonstratie, onderzoekers van het Pacific Northwest National Laboratory van het Department of Energy hebben laagactief afval uit ondergrondse opslagtanks in Hanford verglaasd, het immobiliseren van de radioactieve en chemische materialen in een duurzame vorm van glasafval.

Ongeveer drie gallons laagactief Hanford-tankafval werd in april verglaasd in het Radiochemical Processing Laboratory van PNNL. De demonstratie op laboratoriumschaal is een belangrijke stap in de richting van de uiteindelijke behandeling van miljoenen gallons gevaarlijk afval dat is gegenereerd tijdens de eerdere plutoniumproductie in Hanford.

"Dit was de eerste keer dat laagactief Hanford tankafval is verglaasd in een continu proces, zeer vergelijkbaar met het behandelingsproces dat bij Hanford zal worden gebruikt, in plaats van als een enkele batch, zei Albert Kruger, glaswetenschapper bij DOE's Office of River Protection. "De ervaring van deze test zal ons helpen als we ons voorbereiden op grootschalige operaties."

Onderzoekers van PNNL voerden het werk uit in samenwerking met Hanford-aannemer voor tankoperaties Washington River Protection Solutions en ORP.

Om het materiaal te verglazen, onderzoekers vermengden het vloeibare afval met glasvormende materialen en pompten het op, in een gecontroleerd tempo, in de smelter. Ongeveer 5 inch in diameter, de smelter zit in een oven die de glasvormende materialen erin op 2100?F houdt. Elk half uur wordt er een half pond glas uit de smelter gegoten, en de test produceerde ongeveer 20 pond glas.

"Deze succesvolle test bevestigt de wetenschappelijke en technische benadering, " zei Will Eaton die de test voor PNNL leidde. "Het is echt opwindend om te zien dat het laagactieve afval van Hanford wordt omgezet in glas. Het verbindt 20 jaar werk van het ontwerp en de bouw van de afvalverwerkingsinstallatie tot het onderzoek en testen die die inspanning hebben ondersteund."

De verglazingstest was de meest recente in een reeks die het door PNNL ontworpen testplatform gebruikte om de belangrijkste processen na te bootsen die moeten worden gebruikt in het Direct Feed Low-Activity Waste-systeem dat in Hanford wordt gebouwd. DFLAW zal vaste stoffen en cesium uit tankafval verwijderen en het resulterende laagactieve afval naar de afvalverwerkingsinstallatie sturen voor verglazing in grote smelters.

In tests voorafgaand aan de verglazing, het oorspronkelijke hoogradioactieve tankafval werd voorbehandeld in een hot cell van PNNL. Daar, onderzoekers gebruikten een filter en ionenuitwisselingskolommen om vaste stoffen en cesium te verwijderen, waardoor een oplossing met een lage activiteit achterblijft die opgeloste afvalbestanddelen bevat.

Afgassen gegenereerd tijdens het verglazingsproces produceerden een vloeibaar condensaat dat later dit voorjaar zal worden geconcentreerd en gevoegd in een andere verwante test. Het gestorte materiaal wordt geanalyseerd om te zien of het voldoet aan de verwijderingseisen.

Een tweede verglazingstest op laboratoriumschaal is gepland later dit jaar met ongeveer twee gallons afval uit een andere Hanford-tank. Voorbehandeling van dat afval zal verschillende filtratie- en ionenuitwisselingsmethoden testen.

"De mogelijkheid om echt tankafval in plaats van simulant door deze tests te laten lopen, biedt waardevolle input voor het valideren en verfijnen van onze benadering van de behandeling van laagactief afval, " zei Kris Colos, de WRPS-projectmanager. "Het is weer een belangrijke stap in de richting van de verwijdering en verwijdering van een groot deel van het tankafval van Hanford."

PNNL, die zich in de buurt van de Hanford-site bevindt, ontwikkelde de vloeistofgevoede keramische afvalsmeltertechnologie in de jaren 70 en is de standaard geworden voor afvalverglazing in dit land en elders in de wereld. In de daaropvolgende decennia zijn talrijke smeltertests uitgevoerd, waaronder zowel kleinschalige als grootschalige simulatietests en pilot-schaaltests met hoogradioactief afval.