Hanford kjernefysisk opprensingsanlegg kan være for farlig


Slideshow (13) bilder Utsikt Kreditt: Hilsen av Bechtel Hanford kjernefysisk opprensingsanlegg kan være for farlig Dele FUKUSHIMA MELTDOWN: 11. mars skred et jordskjelv på 9, 0 med en 14 meter høy tsunami som feide over atomkraftverket Fukushima Daiichi på nordøstkysten av Honshu, Japans største øy. Som f

Slideshow (13) bilder

Utsikt

Kreditt: Hilsen av Bechtel

Hanford kjernefysisk opprensingsanlegg kan være for farlig

    • Dele

  • FUKUSHIMA MELTDOWN: 11. mars skred et jordskjelv på 9, 0 med en 14 meter høy tsunami som feide over atomkraftverket Fukushima Daiichi på nordøstkysten av Honshu, Japans største øy. Som følge av tapet av elektrisk kraft, begynte alle tre driftsreaktorene å smelte ned, avbryte hydrogeneksplosjoner ved reaktor nr. 1 og 3 som ødela de omkringliggende bygningene (bildet) 15. mars. Tile av TEPCO

  • KALM FØR STORMET: Etter hvert som tsunamien slått, ble atomkraftverket Fukushima Daiichi allerede stengt som et resultat av sikkerhetsforanstaltninger som ble utløst av jordskjelvet. Hilsen av TEPCO

  • TSUNAMI: Den 14 meter høye veggen av vannet overtok enkelt kjernekraftverkets sjøvann og oversvømmet tilgangsveier samt bortkastet drivstofftanker for backup dieselgeneratorer. Som et resultat drev reaktorene ut av kraft for å kjøre pumper som leverte kjølevann for å dekke de varme kjernebrenselstavene. Innen timer begynte en nedsmelting. Hilsen av TEPCO

  • SPENT BRENNSTOFF: Ikke bare brente brennstoffet i driftsreaktoren til å smelte ned, men det brukte også drivstoff lagret i nærliggende bassenger. Et slikt basseng utløst en hydrogeneksplosjon ved anleggets reaktor nr. 4, som ikke hadde vært i drift da jordskjelvet slått og ødela bygningen som vist her. Hilsen av TEPCO

  • RESTORERING AV KONTROLL: Som et resultat av eksplosjonene ved de tre driftreaktorene, spredte strålingsnivåene, og tvingte evakueringen av kontrollrom ved atomkraftverket, som den for reaktor nr. 2 som er vist her. Skader fra jordskjelvet, tsunamien, nedsmeltingen og eksplosjonene forårsaket også målere og andre instrumenter for funksjonsfeil. Hilsen av TEPCO

  • SHIELDING: For å beskytte arbeidstakere mot høye strålingsnivåer, er det nødvendig med ulike former for plastskjerming og spesielle pusteapparater (bildet). Uansett vil det være nesten umulig for arbeidstakere å komme seg nær de smeltede reaktorene, da Tokyo Electric Power har målt strålingseksponeringsnivåer så høyt som 300 millisieverts per time på noen steder i det krevde atomkraftverket eller 50 millisieverts mer enn plantearbeidere får lov til å tåle over et helt år. Hilsen av TEPCO

  • KOLEVAND: Den første prioriteten for å få Fukushima-smeltepunktet under kontroll, er å påføre kjølevann til det varme kjernevirksområdet. Her anvender arbeidere en høy pumpe kran (vanligere brukt til å pumpe betong i de øvre historiene om høye bygninger under bygging) for å sprøyte vann på det varme brennstoffet. Hilsen av TEPCO

  • Vannoppbevaring: Vannet som ikke bare slippes ut i atmosfæren som damp eller dumpet i havet, lagres i disse store tankene, venter på filtrering og opprydding. Hilsen av TEPCO

  • DECOMMISSION: Når atombrenselet er kult, vil arbeidere forsøke å rive ned den skadede atomkraftverket ved hjelp av fjernstyrt tungt maskineri som kraftspjeldet og dumpvognen på tankene som er vist her. Hilsen av TEPCO

  • FJERNKONTROLL: På grunn av de høye strålingsnivåene rundt anlegget, må opprydding av detritus fra tsunamien gjøres eksternt (bildet), og arbeidstakere må bruke fullt verneutstyr, inkludert pusteapparat. Hilsen av TEPCO

  • Tidligere
  • neste

av

  • Se alt
  • Link kopiert!

Det mest giftige og voluminøse kjernefysiske avfallet i USA-208 millioner liter - sitter i forfall i underjordiske stridsvogner på Hanford-området (et nukleært forbehold) i sørøstlige Washington-staten. Det samlet seg der fra midten av andre verdenskrig, da Manhattan-prosjektet fant ut det første atomvåpen, til 1987, da den siste reaktoren slått av. Den føderale regjeringens nåværende forsøk på en permanent løsning for sikker lagring av avfallet i århundrer - Avfallsbehandlings- og immobiliseringsanlegget her - har rammet en stor snag i form av potensielle kjedereaksjoner, hydrogeneksplosjoner og lekkasjer fra metallkorrosjon. Og åpenbaringen i februar i fjor at seks lagre av lagertanker for øyeblikket lekker har styrket presset for oppløsning.

Etter flere tiår med forskning, eksperimentering og politisk tröghet, begynte det amerikanske departementet for energi (DoE) å bygge "Vit Plant" i Hanford i 2000. Det er ment å sekvestrere avfallet i rustfritt stål innkapslet glasslogger, en prosess kjent som forglasning dermed "Vit"), slik at det ikke kan slippe ut i miljøet, og hindrer naturkatastrofer som jordskjelv eller katastrofale branner. Men fremdriften på anlegget sank til en gjennomgang i august, da mange interesserte parter innså at anleggets design kunne gi alvorlige sikkerhetsrisiko. Som svar, så utnevnte energisekretær Steven Chu et ekspertpanel for å finne fremgang. Fordi 60 av de 177 underjordiske tankene allerede har lekket, og alle har økt risiko for å gjøre det, er det viktig å løse problemet.

Vitrifikasjonsprep 101: Noen tøffe lekser
Anleggets konstruksjon, som nå er inngått av DoE til Bechtel National, Inc., kan være det mest kompliserte ingeniørprosjektet i gang i USA. Men tilbake i 2000 bestemte DoE og Bechtel å spare tid og penger ved å starte bygging før viktige strukturer og prosesser hadde blitt designet og korrekt testet i en skala som kan sammenlignes med full drift. Dette var ikke en god ide, sier Dirk Dunning, kjernefysisk spesialist med Oregon Department of Energy. "Den verste mulige tiden for å spare penger er i begynnelsen. Du er bedre i å være veldig nesten komplett på design før du begynner å bygge. "

Vitrifiseringsprosjektet krever at avfallet skal analyseres kjemisk og radiologisk før det går inn i et forbehandlingsanlegg som skal separeres i forskjellige bestanddeler som cesium 137, strontium 90 og metaller. Deretter kanaliseres hver separat avfallsstrøm som enten høyt nivå eller lavaktivitetsavfall til utpekte smelteverk. Glasset er opprettet ved å blande sand med noen tilsetningsstoffer som bor; Avfallet blir rørt inn, og hele rotet smelter og dekanteres deretter i stålbeholdere. Etter at glassstoffene er størknet, er avfallet fanget og skal isoleres fra omgivelsene for lenge nok for at det meste av radioaktiviteten skal nedbrytes til sikre nivåer.

Beholderne med lavt nivå vil bli lagret permanent ved Hanford. Fordi det planlagte Yucca Mountain Geologic repository-prosjektet ble stoppet av Obama-administrasjonen, vil de høytliggende avfallshåndtakene bli holdt i Hanford i en ennå ukonstruert bygning. I januar annonserte DoE at det er påbegynt arbeidet med et nytt "omfattende administrasjons- og avhendingssystem" som vil lage et permanent geologisk lagringssted 2048. Men selv om alt går perfekt fra nå av, vil det ta 2062 å fortynne alt avfall .

Avfallet gir betydelige utfordringer for Vit Plant-prosjektingeniører og atomforskere. For en ting varierer avfallet vilt fra tank til tank. Den tidligere atomvåpenanlegget ved Savannah River, Ga.-også en del av Manhattan-prosjektet - har lykkes med å forbrenne våpenavfall i flere år, men bare en brenselseparasjonsprosess ble brukt der. På Hanford var det ni produksjonsreaktorer som gjorde plutonium og uranbrensel ved å bruke minst seks forskjellige radiokjemiske prosesser hvis kjemi og dermed bestanddeler var svært forskjellige. Dette gjelder også for avfallet. Det er store forskjeller i sammensetningen fra tank til tank som nødvendiggjør kjemisk profilering av avfallet i partier før det kommer inn i Vit Plant, som også kan kreve endringer i glassformelen i den andre enden av prosessen.

Totalt sett inneholder tankene hvert element i det periodiske bordet, inkludert et halvt tonn plutonium, forskjellige uranisotoper og minst 44 andre radionuklider som inneholder totalt 176 millioner kurier av radioaktivitet. Dette er nesten dobbelt så høyt som radioaktiviteten ble utgitt i Tsjernobyl, ifølge Plutopia: Nuclear Families, Atomic Cities og Great Soviet og American Plutonium Disasters, av Kate Brown, en historielærer ved University of Maryland, Baltimore County. Avfallet er også fysisk varmt så vel som laced med mange giftige og korroderende kjemikalier og tungmetaller som truer integriteten til rørene og tankene som bærer avfallet, og risikerer lekkasje.

Avfallets fysiske form forårsaker også problemer. Det er svært vanskelig å få et representativt utvalg fra en hvilken som helst tank, fordi avfallet har lagt seg ned i lagene, og starter med en bakt "hard helbredelse" på bunnen, et lag med saltkake over det, et lag med slitesterk slam og deretter flytende, og til slutt gasser i hodet mellom væsken og taket. Det meste av radioaktiviteten er i faststoffer og slam, mens det meste av volumet er i væskene og saltkaken.

Går med strømmen
Alle disse overvekene bidrar til det overordnede problemet, som kan oppsummeres i ett ord: flyt. For å komme til glassloggen må avfallet reise gjennom en enorm labyrint av tanker og rør. Den må bevege seg med et raskt nok klips for å unngå rør og filter tette og hindre at faste stoffer løsnes. Dette er en ganske utfordring gitt avfallets flerfasiske natur: faste stoffer, væsker, slam og gasser beveger seg forskjellig. Avfallsfôr gjennom systemet vil være i form av en "ikke-newtonisk slurry" -blanding av væsker og faste stoffer i mange forskjellige former, størrelser og tettheter. Hvis faststoffene slutter å bevege seg, oppstår problemer.

For en ting er det en sjanse for at nok plutonium kunne samles for å utløse en kjernekjedereaksjon, eller kritikk - den selvbærende kaskade av atomfisjon som frigjør enorme mengder energi. Det ville være en alvorlig hendelse selv om en eksplosjon ikke brøt betonginneslutningshuset. Varm slurry kan surge bakover gjennom rørene, og spre problemet til andre deler av systemet. Avfallsstoffer kan også tette rør, sammen med ionbytterfiltre designet for å ta de mest radioaktive bestanddelene fra lavnivåavfallet for tilsetning til høynivåstrømmen.

Hvorvidt faststoffene hoper seg opp i fartøyene, rørene eller filtre, sier Donna Busche, kjernefysisk og miljøsikkerhetssjef for Hanfords entreprenør URS Corp., "det er her jeg har problemet." Viderebygging av Vit Plant's feilkomponenter kan ikke fortsette med mindre Busche utsteder en operasjonstillatelse, som hun er villig til å gjøre. Hun kaller DoEs mangel på å kreve at Bechtel løser sikkerhetsproblemer tidligere "uanstendig".

En annen eksplosiv risiko kan oppstå fordi både varme og stråling kan demontere vann i oksygen og hydrogen. Hvis det ikke er plasser langs rørene og i karrene for hydrogen for å gå ut av avfallsstrømmen, kan det nok bygge opp for å eksplodere.

Og så er det ekstremt radioaktivitet av avfallet, som er altfor høyt for direkte menneskelig eksponering. Skriv inn Vit Plantets beryktede "svarte celler." Dette er 18 massive betonghyller befolket av mindre rustfrie stålbeholdere. Tanken er å veilede avfallet gjennom fartøyene uten noen menneskelig innblanding i løpet av de 40 årene tjenestemenn tror at det vil ta å behandle alt avfall. Den eneste måten å gjøre dette på er å sikre at de svarte cellene ikke har noen bevegelige deler. Men fordi avfallet må omrøres kontinuerlig for å forhindre nedleggelse av de skadelige og radioaktive faststoffene, kaller planen for pulsstråleblandere-beskrevet som "kalkunbaster" -for å holde faststoffene suspendert.

Pulsstråleblandere suger avfall i sine vertikale rør og støter så kraftig tilbake i tankene. Dessverre har de ennå ikke vist seg å gi tilstrekkelig blanding på skalaen som er nødvendig for Vit Plant. De påfører imidlertid nok kraft til slurryen for at faststoffene skal slipe seg i rustfritt stål av tanker og rør, noe som svekker dem nok til å risikere lekkasje. Foruten denne erosjonen er det også potensial for kjemisk korrosjon. Forsvarets Nuclear Safety Board, som rådgiver Det hvite hus, har kalt disse problemene "en show-stopper."

"Måten [anlegget] for tiden er utformet, utgjør uakseptable farer. DoE innrømmer det nå, sier Tom Carpenter, administrerende direktør for vakthundskonferansen Hanford Challenge. I desember utstedte Regjeringens ansvarskontor en kritisk analyse av Vit Plants uløste sikkerhetsspørsmål

Uenigheter om sikkerhetsrisikoen har også ført til utrolige protester fra flere ledende Hanford-tjenestemenn. Chief prosjektingeniør Gary Brunson gikk av i januar. Busche og tidligere nestleder, prosessingeniør Walter Tamosaitis, sendte inn klager over klager over at deres bekymringer om sikkerhet ble undertrykt av Bechtel. (Bechtel nektet å bli intervjuet for denne historien, med henvisning til nondisclosure avtaler signert med Chu ekspertpanel.)

Men Langdon Holton, DoEs eldre tekniske autoritet for Vit Plant og et medlem av Chu s ekspertpanel, mener prosjektets problemer er tekniske snags, snarere enn den uoppløselige konsekvensen av inkompetanse eller hubris. Han mener også at selv om de nåværende risikoen er reelle, er de usannsynlige og ville være av lav størrelse hvis de oppsto. For eksempel sier han, "Du må ha et fartøy ublandet i et halvt år" for at nok hydrogen skal samle seg for en betydelig eksplosjon. "Har jeg bekymring vil vi ikke kunne løse problemene? Nei, men det vil ta litt tid, "legger han til. (Chu-panelet forventer ikke å utstede en formell rapport, ifølge Holton.)

Tiden kan være begrenset. De 177 tankene, bygget mellom 1943 og 1986 og mest beregnet på bare om en 20-årig levetid, forfalne; Til slutt teller, er seks lekker. Vit Plant skulle begynne å fungere i 2007 og forventes nå å starte i 2022. Det opprinnelige budsjettet var 4, 3 milliarder dollar og er nå beregnet til 13, 4 milliarder dollar. Ingen foreslår at prosjektet blir forlatt, men det er ikke et alternativ heller å smi videre uten tillit i anleggets sikre drift. Det virkelige spørsmålet, mange Hanford-observatører sier, er om landet vil betale for å gjøre det riktig.

Busche er overbevist om at sikkerhetsproblemene må løses før planene går videre. "Nivået på robusthet vi må legge i alle våre systemer er avledet fra avfallet selv, " sier hun. "Det er gaven som fortsetter å gi til den er i en glasslogg."

Transport nå Rivals Power Generation som CO2 KildeNår jorden var en snøball: Globale isbreer kan ha sparket evolusjonær brastFor National Security, få av oljeHva skjer med bevissthet når vi dørForskere sliter med å utvikle nye behandlinger for SepsisBrain Beauty: The Art of NeuroscienceDelfiner husker en annen i flere tiårFortsatt nødvendig: En klimaplan - Ser Past Cap and Trade [Utvidet versjon]