Prevođenje radioaktivnog otpada u staklo u samo par koraka

Inertizacija niskoradioaktivnog otpada ostakljivanjem

Kako bi smanjili utjecaj odloženog radioaktivnog otpada, učinili ga inertnim i potencijalno ponovno upotrebljivim, američki istraživači pronašli su način kako niskoradioaktivni otpad pretvoriti u izdržljivo staklo. Procesom se uklanjaju opasne kemijske supstance tako da krajnji produkt više nije opasan za okoliš i ljude.

Radioaktivni ostaci iz povijesti  

Hladni rat je iza sebe ostavio značajne količine niskoradioaktivnog otpada, no budućnost njegovog uklanjanja mogla bi biti malo jasnija i čišća zahvaljujući timu znanstvenika s američkog Pacific Northwest National Laboratory (u daljnjem tekstu: PNNL), koji je po prvi put u kontinuiranom procesu postaklio niskoradioaktivni otpad.

U postavljenom laboratoriju, tri galona (11,4 L) niskoradioaktivnog otpada uzeta iz spremnika nuklearnog proizvodnog kompleksa Hanford u Washingtonu, koji se više ne koristi, pretvorena su u vrlo izdržljivo staklo. Ovim procesom imobiliziraju se radioaktivne kemijske komponente unutar otpada.

Nuklearni otpad danas je najzahtjevniji otpad za zbrinjavanje jer ga nije moguće tek tako prepustiti okolišu na brigu i predstavlja jedan od glavnih okolišnih problema našeg vremena. Zanimljivo je da čak ako se svi nuklearni reaktori na Zemlji odjednom ugase, a novi se ne izgrađuju, i dalje nam preostaje za zbrinuti milijune galona radioaktivnog otpada zaostalog od proizvodnje u tri četvrtine stoljeća. Dakako, zajedno s budućim otpadom iz istraživačkih reaktora i bolnički radioloških laboratorija.

Dio problema vezanog za radioaktivni otpad je u pronalasku mjesta za njegovo dugoročno skladištenje, a dio u razvijanju procesa kojim bi se takav otpad mogao učiniti kemijski inertnim i tome kako onemogućiti njegovu interakciju s okolišem.

Procesom vitrifikacije do inertnog materijala

Postoji nekoliko načina tretiranja radioaktivnog otpada, a jedan od obećavajućih je vitrifikacija ili ostakljivanje. To je miješanje filtriranog radioaktivnog otpada s materijalima za oblikovanje stakla, zatim zagrijavanje takve smjese u peći do stvaranja borosilikatnog stakla koje ostaje stabilno tisućama godina.

Razvoj ove metode obično je usredotočen na nuklearni otpad visokog stupnja radijacije poput istrošenih šipki nuklearnog goriva, no niskoradioaktivnog otpada ima sto puta više, pa je on i korišten u ovom istraživanju. To je otpadni materijal koji je onečišćen radioaktivnim elementima ili je bio izložen neutronskom zračenju. U takav otpad spadaju istrunuli medicinski izotopi, kontaminirana odjeća, kosturi laboratorijskih životinja i ostaci u tekućem obliku iz reaktora niske radioaktivnosti.

Novi proces, koji je razvio PNNL u suradnji s američkim Department of Environment's Office of River Protection (ORP) i Washington River Protection Solutions (WRPS), koji upravlja radioaktivnim otpadom pohranjenim u spremniku u Hanfordu, pilot je verzija Direct Feed Low-Activity Waste sustava koji će jednog dana biti korišten za vitrifikaciju milijuna galona niskoradioaktivnog otpada zaostalog od američkog programa razvijanja nuklearnog oružja. Ispitivanje je osmišljeno kako bi pokazalo da se radioaktivni otpad može i kontinuirano obraditi, a ne samo šaržno te kako bi pomoglo pri boljem razumijevanju rada metode u svrhu kasnije pripreme procesa za uvećanje.

Za demonstraciju, PNNL je uzeo tekući nuklearni otpad iz Hanforda te koristio filtre i kolone za ionsku izmjenu za uklanjanje krutih tvari i teškog metala cezija. Tako obrađena tekućina pomiješana je sa sirovim materijalom za izradu stakla, zatim upumpana u pet inča (12,7 cm) široku peć (topionik) uz stabilnu, kontroliranu brzinu dok se cijeli sustav zagrijavao na 2.100 °F (1.149 °C). Otprilike svakih 30 minuta ekstrudirano je oko 8 unca (227 g) stakla, a ukupno ga je dobiveno 20 lb (9,1 kg).

U međuvremenu, radioaktivni plinovi nastali tijekom procesa vitrifikacije vraćeni su nazad u tekuću fazu kondenzacijom, koja se sakuplja za daljnju vitrifikaciju. Staklo i dobiveni talog analizirat će se kako bi se utvrdilo zadovoljavaju li standarde za odlaganje.

Svijetla budućnost procesa

Prema PNNL-u, kasnije ove godine zakazan je još jedan laboratorijski test vitrifikacije. U tom testu tekućina iz drugog spremnika nuklearnog otpada u Hanfordu provest će se kroz različite postupke filtracije i ionske izmjene prije nego li se pretvori u staklo.

„Vođenje procesa s pravim otpadom umjesto simulacije kroz ove testove daje vrijedne podatke za potvrdu i pročišćavanje našeg pristupa tretiranju niskoradioaktivnog otpada“, tvrdi Kris Colosi, voditelj WRPS projekta. „To je još jedan važan korak prema rješenju uklanjanja i odlaganja velikog dijela otpada iz Hanfordovih spremnika.“

Barbara Kalebić / Ekovjesnik

 

VEZANE VIJESTI

Novim pakiranjem do smanjenja bacanja hrane

Iako mnogi potrošači bacaju mlijeko i ostale mliječne proizvode nakon što im istekne datum roka trajanja, točnije oznaka „upotrijebiti do”, činjenica je da će se mlijeko najvjerojatnije moći konzumirati još nekoliko dana. Kako bi se smanjile količine takvog otpada te utjecalo na smanjenje bacanja hrane koja je još uvijek ispravna za konzumaciju, znanstvenici sa Sveučilišta Cornell dizajnirali su „pametan“ karton.

Kako do oporabljenog stakla visoke čistoće i prodajne kvalitete?

Razvijena je nova jedinica za izdvajanje stakla iz krutog komunalnog otpada. Izdvojeno staklo čistoće je preko 95 posto te se kao takvo može lako ponovo prodati. S obzirom na to da veliki broj svjetskih država još uvijek nema razvijene učinkovite metode sakupljanja i oporabe staklenog otpada, ova inovacija svim pruža jednostavan način materijalne oporabe stakla.

I Budim i Pešta imaju svoje zero waste trgovine

Nedavno smo izvijestili o uvođenju prve pariške eksperimentalne zero waste ulice kojom se količina otpada u francuskom glavnom gradu planira smanjiti za 10 % ili oko 50 kg godišnje po stanovniku, a naveli smo i primjere prvih hrvatskih zero waste trgovina. Sada vas vodimo našim istočnim susjedima koji su u svom glavnom gradu ove godine otvorili prve zero waste trgovine na obje strane Dunava.

Imaju li naše bake i djedovi rješenje problema plastičnog onečišćenja?

Nerijetko čujemo kako se prije bolje i kvalitetnije živjelo, barem po pitanju plastičnog onečišćenja koje tada nije ni postojalo. Ljudi su s vremenom promijenili svoje navike te su usvajanjem suvremenog stila života i prekomjernom upotrebom plastičnih proizvoda počeli uništavati okoliš u kojem žive.

PRIJAVITE SE NA NEWSLETTER