Плавитель запущен на площадке «Хэнфорд» в США


По данным Министерства энергетики США (DOE), американская установка по остекловыванию радиоактивных отходов на площадке атомного комплекса «Хэнфорд» стоимостью в 17 млрд долларов США приступила к разогреву первого из двух 300-тонных плавителей для низкоактив­ных отходов с целью начать переработку радиоактивных отходов к концу 2023 г. Строительство первой установки началось 20 лет назад, и теперь она должна постоянно пребывать в разогре­том состоянии, поскольку сначала аппарат производит модельное стекло, а затем начинает остекловывать низкоактивные радиоактивные отходы.

Цель Министерства энергетики США состоит в том, чтобы к концу 2023 г. начать остекловывать радиоактивные отходы, хранящиеся в подземных резервуарах, в том числе отходы, унаследо­ванные со времен Второй мировой войны. На ядерном полигоне «Хэнфорд» близ Ричленда на востоке штата Вашингтон, составляющем около 580 кв. миль, было произведено около двух тре­тей американского плутония со времен Второй мировой войны по программе ядерного воору­жения во время «холодной войны». Урановое топливо, облученное на площадке «Хэнфорд», подлежало химической переработке для удаления плутония. Смесь радиоактивных и других опасных химических отходов от процесса переработки хранилась в подземных резервуарах, многие из которых были подвержены утечкам. Эти резервуары хранят 56 млн галлонов отходов, ожидая момента, когда появится возможность их переработки для захоронения.

«За последние два года Министерство и основные подрядчики One Hanford добились значительного прогресса в реализации программы прямой подачи низкоактивных от­ходов (DFLAW) для подготовки к переработке отходов из резервуаров, — сообщил Брайан Вэнс, руководитель отдела по охране рек и проведения операций в Ричленде управления EM Министерства энергетики США. — Мы наращиваем прогресс, начав разогревать первый плавитель для остекловывания отходов (WTP), используя строго ор­ганизованный подход».

Ожидается, что плавители будут работать непрерывно в течение пяти лет как минимум.

«Когда мы закончим разогрев первого плавителя, это станет еще одним важным шагом на пути к вводу в эксплуатацию установки по переработке и иммобилизации отходов (WTP) для будущих операций», — сказал Вэл Маккейн, директор проекта Bechtel National.

Компания Bechtel заключила контракт на строительство, запуск и ввод в эксплуатацию установки по остекловыванию радиоактивных отходов. Размеры каждого плавителя составляют 6 на 9 м в основании и почти 5 м в высоту.

«Постоянное извлечение отходов из резервуаров комплекса «Хэнфорд» и их отвержде­ние являются одной из наиболее важных составляющих всей миссии по очистке, а разо­грев плавителя является чрезвычайно важным шагом в этом процессе», — заявил Дэ­вид Риплог, вице-президент по федеральным программам Совета по развитию трёх го­родов и исполнительный директор Хэнфордских коммун — коалиции местных органов власти территории «Хэнфорд».

Министерство DOE и компания Bechtel планируют использовать «строго организованный под­ход» для разогрева первого плавителя до 2 100 градусов по Фаренгейту, по сообщению Брайана Вэнса, менеджера площадки «Хэнфорд». Ожидается, что рабочие затратят около двух недель на постепенный разогрев плавителя, добавляя партии стеклянных шариков для расплавления во время первоначального испытательного прогона. Полученное расплавленное стекло будет зали­ваться в контейнер из нержавеющей стали и вывозиться из здания. Как только плавильная уста­новка будет полностью введена в эксплуатацию и начнет перерабатывать радиоактивные отхо­ды, полученные остеклованные радиоактивные отходы будут подлежать захоронению в припо­верхностном пункте захоронения отходов с изолирующим экраном на полигоне в центральной части комплекса «Хэнфорд».

Первоначально установка для остекловывания будет перерабатывать только низкоактивные ра­диоактивные отходы. Строительство объекта для переработки высокоактивных отходов было по большей части приостановлено с 2012 г., когда технические проблемы заставили Министерство DOE переключить внимание в первую очередь на переработку низкоактивных отходов. Сейчас DOE должно соблюсти крайний срок, назначенный в федеральном суде, чтобы к 2033 г. начать переработку высокоактивных отходов в дополнение к первоначально запланированной перера­ботке низкоактивных отходов и запустить к 2036 г. полностью готовую установку для остекловы­вания высокоактивных отходов.

Разогрев плавителя осуществляется постепенно, чтобы медленно подсушить изоляцию, при этом снижение температуры может привести к повреждению изоляции, которая может затвердеть и потерять эффективность при быстром охлаждении. Как только температура плавильной установ­ки достигнет 2 100 градусов (по Фаренгейту), около двух месяцев потребуется для проведения оценки и проверок. Компания из Ричланда «Fluid Controls and Components» обеспечит поставку 108 000 фунтов стеклянных шариков («стеклофритты»), необходимых для ввода объекта в экс­плуатацию.

«Мы впервые имели дело со стеклофриттой, — сказал вице-президент компании из Ричланда Русс Вотсон, когда компания работала над первой поставкой. — Химические и физические показатели стеклофритты были очень сложными. Были продиктованы стро­гие технические условия, а процесс мониторинга был очень обширным».

Уроки, извлеченные из разогрева первого плавителя, будут использованы для запуска того же процесса для второго. После того, как они оба будут находиться при рабочей температуре, на объекте начнут нагревать нерадиоактивную имитацию отходов из резервуара со стеклообразо- вателем в рамках подготовки к переработке радиоактивных отходов. Поскольку срок службы плавильных установок, как ожидается, составит пять лет, началась подготовка к монтажу запас­ных плавителей, чтобы они были готовы на случай необходимости замены первых аппаратов.

Строительство было завершено в начале 2021 г. на тех частях объекта, которые понадобятся для переработки низкоактивных отходов. Поддержку эксплуатации установки для переработки низ­коактивных отходов будут обеспечивать: аналитическая лаборатория установки по остекловыва­нию, которая будет следить за качеством образующихся остеклованных радиоактивных отходов, сооружение по удалению сточных вод для переработки отходов, образующихся в процессе очистки и 14 вспомогательных структур, которые будут предоставлять такие услуги, как очистка воды и электроснабжение.

Летом 2021 г. работники комплекса «Хэнфорд» закончили строительство трубопровода длиной 3 500 футов между резервуарными парками, в которых хранятся подлежащие переработке отходы, и установкой по остекловыванию. Эта линия использует армированную трубу внутри трубопро­вода для защиты от протечек при перемещении отходов партиями на установку по остекловыва­нию. В начале этого года начались работы по предварительной подготовке отходов из резервуа­ров для остекловывания. Система извлечения цезия со стороны резервуара (TSCR) была запуще­на в январе и стала первой в истории объекта комплекса «Хэнфорд» промышленной переработ­кой радиоактивных отходов из резервуаров с целью их последующего захоронения. Отходы, ко­торые подлежали предварительной переработке с целью извлечь компоненты высокоактивных отходов, чтобы они могли быть переработаны как низкоактивные отходы, в настоящее время хранятся до момента запуска установки по остекловыванию.

Новости Nuclear Engineering International, 18.10.2022