Sandia akan menguji tabung penyimpanan limbah nuklir

Sandia akan menguji tabung penyimpanan limbah nuklir


Newswise – ALBUQUERQUE, NM – Sandia National Laboratories melengkapi tiga tabung penyimpanan baja tahan karat 22,5 ton, panjang 16,5 kaki dengan pemanas dan instrumentasi untuk mensimulasikan limbah nuklir sehingga peneliti dapat mempelajari daya tahannya.

Tiga tabung, yang tiba pada pertengahan November dan tidak pernah berisi bahan nuklir, akan digunakan untuk mempelajari berapa banyak garam yang terkumpul di tabung dari waktu ke waktu. Sandia juga akan mempelajari potensi retakan yang disebabkan oleh korosi akibat garam dan tegangan dengan kanister tambahan yang akan dikirim selama tahap proyek berikutnya.

Saat ini tidak ada tempat penyimpanan geologi yang beroperasi di AS untuk pembuangan permanen bahan bakar nuklir bekas. Hasilnya, bahan bakar bekas disimpan di pembangkit listrik tenaga nuklir komersial di kolam penyimpanan dan tabung penyimpanan kering. Tabung penyimpanan yang saat ini menampung bahan bakar nuklir bekas dirancang untuk memiliki masa manfaat beberapa dekade tetapi sekarang kemungkinan akan perlu digunakan lebih lama dari yang direncanakan, kata Tito Bonano, manajer senior siklus bahan bakar energi nuklir Sandia.

Data sangat dibutuhkan untuk memvalidasi dan memandu bagaimana industri harus mengelola tabung penyimpanan lebih lama dari yang diantisipasi semula, kata Bonano.

“Garam bisa hadir di udara ambien dan lingkungan di mana saja, tidak hanya di dekat laut. Kami harus dapat merencanakan penyimpanan jangka panjang bahan bakar nuklir bekas di pembangkit listrik tenaga nuklir di masa mendatang – ini adalah kenyataan nasional, ”katanya.

Para peneliti berharap proyek tersebut dapat memiliki implikasi jangka panjang untuk kesehatan dan keselamatan publik, praktik industri, kerangka peraturan, dan menentukan jalur penelitian di masa depan, kata Bonano.

Proyek tiga tahun ini didanai oleh kantor Departemen Energi Nuklir. Secara keseluruhan, lima belas tabung milik DOE yang tidak pernah digunakan dan tidak pernah disinari sedang didistribusikan untuk pengujian skala besar ke Sandia dan dua laboratorium nasional lainnya, sebuah lembaga penelitian industri dan fasilitas penyimpanan independen di pembangkit listrik tenaga nuklir yang ada.

Limbah dari bahan bakar nuklir harus disimpan selama lebih dari satu juta tahun

Pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan pelet uranium di dalam tabung berlapis logam, yang disebut batang bahan bakar, untuk menyalakan reaktor guna menghasilkan panas yang dibutuhkan untuk menghasilkan listrik. Setelah batang bahan bakar tidak dapat lagi digunakan di reaktor, mereka perlu disimpan di lokasi sampai dibawa ke luar lokasi ke fasilitas lain dan akhirnya dibuang secara permanen karena akan menjadi radioaktif untuk waktu yang lama, kata Samuel Durbin, seorang insinyur mesin dan Sandia’s. memimpin proyek tabung.

“Ketika bahan bakar dikeluarkan dari reaktor, itu sangat panas, baik dalam suhu dan radioaktivitas,” kata Durbin. “Alat itu memuatnya ke dalam kolam selama sekitar lima tahun untuk mendingin. Setelah itu, bahan bakar bekas dapat diturunkan ke dalam tabung penyimpanan kering. ”

Sebuah tabung penyimpanan dimulai sebagai bagian datar dari baja tahan karat yang digulung menjadi silinder dan kemudian dilas di tempat sambungan bertemu. Panas dari pengelasan menciptakan zona yang terpengaruh panas di lapisan tabung yang mengalami tegangan tarik, atau tarikan. Tekanan ini membuat area di sekitar lasan lebih rentan terhadap korosi dari garam seiring waktu, kata Durbin.

Penelitian akan menguji seberapa banyak endapan garam pada tabung dari waktu ke waktu

Sandia menerima tiga tabung pada 13 November. Tim peneliti akan melengkapi masing-masing dengan 32 pemanas listrik untuk mensimulasikan panas peluruhan, yaitu panas yang dilepaskan sebagai akibat dari peluruhan radioaktif, dari 32 unit bahan bakar bekas yang biasanya disimpan dalam tabung ini. jenis tabung. Tidak ada bahan radioaktif yang akan digunakan dalam pengujian, kata Durbin.

Instrumen yang disebut termokopel, yang mengukur suhu, dan sensor lain untuk pengujian diagnostik dan pengambilan sampel permukaan juga akan ditambahkan, katanya.

Setelah tabung yang dilengkapi telah diuji dan dikemas ulang untuk diangkut di Sandia, tim berencana untuk memindahkannya ke pad penyimpanan di instalasi penyimpanan bahan bakar bekas independen di Pantai Barat di mana mereka akan mengalami kondisi kehidupan nyata yang sama dengan tabung yang sedang digunakan. . Tim Sandia, dipimpin oleh manajer Sylvia Saltzstein dan Geoff Freeze, Durbin, dan ahli kimia / ilmuwan korosi Charles Bryan dan Rebecca Schaller, bersama dengan mitra dari laboratorium nasional lainnya akan memantau tabung uji dan mencatat endapan permukaan, terutama garam yang mengandung klorida, untuk tiga hingga lebih dari 10 tahun, tergantung pada seberapa banyak data bervariasi dari waktu ke waktu.

“Natrium-klorida, atau garam, yang mengendap di permukaan tabung bahan bakar nuklir bekas dapat menyebabkan retak korosi tegangan yang diinduksi klorida, dan saat ini tidak ada data yang memadai tentang endapan permukaan ini,” kata Durbin.

Dalam penyimpanan limbah nuklir kehidupan nyata, Durbin mengatakan panas peluruhan dari bahan bakar bekas menciptakan konveksi alami di sekitar tabung penyimpanan, menyebabkan udara luar ditarik ke atas permukaan tabung. Proses ini membantu mendinginkan bahan bakar bekas dari waktu ke waktu. Saat udara ambien ditarik masuk, garam dan partikulat lainnya di udara juga ikut masuk dan dapat mengendap di permukaan tabung. Selama pengujian, pemanas listrik yang dipasang di dalam tabung di Sandia akan meniru konveksi yang didorong panas peluruhan ini tanpa menggunakan bahan nuklir.

Dalam kondisi panas dan kering, Durbin mengatakan endapan garam saja tidak menyebabkan masalah apa pun, tetapi seiring waktu, karena panas yang membusuk berkurang dan tabung mendingin, air dapat mengembun di permukaan tabung dan air garam dapat terbentuk.

“Kondisi ini dapat terjadi secara nasional dan dipandang sebagai prekursor untuk retak korosi tegangan yang diinduksi oleh klorida. Dulu ketika tabung-tabung ini dirancang, orang tidak menganggap ini sebagai masalah karena kami memiliki rencana untuk pembuangan permanen. Situasi limbah nuklir nasional saat ini memaksa tabung untuk disimpan di lokasi untuk masa mendatang, yang bisa 100 tahun atau lebih, sehingga retak korosi tegangan menjadi lebih memprihatinkan, ”kata Durbin.

Selain pemanasan jangka panjang dan uji deposisi permukaan, Sandia akan menggunakan hingga tiga kanister lainnya untuk uji berbasis laboratorium guna melakukan penelitian mendasar tentang retak yang disebabkan oleh garam dan tegangan, terutama pada sambungan las dan persimpangan kanister. Peneliti akan mengukur keefektifan perbaikan retak yang tersedia secara komersial dan pelapis mitigasi.

Untuk menguji lapisan ini, tim akan memotong kanister menjadi segmen-segmen kecil dan menguji potongan dengan dan tanpa lapisan las untuk mempelajari kondisi pra-kursor garam dan tegangan yang menyebabkan korosi yang mengarah ke retakan, katanya.

Untuk informasi lebih lanjut tentang penelitian energi nuklir Sandia, kunjungi https://energy.sandia.gov/programs/nuclear-energy/.


Laboratorium Nasional Sandia adalah laboratorium multimisi yang dioperasikan oleh Solusi Teknik dan Teknologi Nasional Sandia LLC, anak perusahaan yang sepenuhnya dimiliki oleh Honeywell International Inc., untuk Administrasi Keamanan Nuklir Nasional Departemen Energi AS. Sandia Labs memiliki tanggung jawab penelitian dan pengembangan utama dalam pencegahan nuklir, keamanan global, pertahanan, teknologi energi dan daya saing ekonomi, dengan fasilitas utama di Albuquerque, New Mexico, dan Livermore, California.


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author