Una pesadilla de cristal: limpiando el legado nuclear de la Guerra Fría en Hanford

Es un lugar de superlativos. . Los periodistas lo han llamado el lugar más contaminado del hemisferio occidental. También es la ubicación de uno de los proyectos de construcción más grandes del mundo.

En el sitio de Hanford, en el centro-sur del estado de Washington, 177 tanques gigantes se encuentran debajo del suelo arenoso, repletos de restos radiactivos de 44 años de producción de materiales nucleares. Desde la Segunda Guerra Mundial hasta la Guerra Fría, Hanford produjo plutonio para más de 60.000 armas nucleares, incluida la bomba atómica que arrasó Nagasaki, Japón, en agosto de 1945. La empresa en expansión acabó contaminando el suelo y las aguas subterráneas y dejó tras de sí 212 millones de litros de desechos tóxicos: suficientes para llenar 85 piscinas olímpicas. Décadas después de que el sitio dejara de producir plutonio, el gobierno de Estados Unidos todavía está debatiendo cómo limpiarlo todo.

El sitio de Hanford, en el centro-sur del estado de Washington, produjo plutonio para armas nucleares durante la Segunda Guerra Mundial y la Guerra Fría. La planta Hanford Vit está diseñada para limpiar los desechos de ese legado nuclear.Fotos: Departamento de Energía de EE. UU.

Hoy en día, el sitio de 1.500 kilómetros cuadrados, aproximadamente la mitad del tamaño de Rhode Island, es una tranquila extensión de artemisa y pastos tenues en las afueras de Richland, Washington. Los tanques subterráneos de acero y hormigón armado están agrupados en "granjas" debajo de un centro meseta, mientras que los reactores nucleares cerrados permanecen como centinelas en la periferia. Los científicos han identificado unos 1.800 contaminantes dentro de los tanques, incluidos plutonio, uranio, cesio, aluminio, yodo y mercurio. Los líquidos acuosos descansan sobre una sustancia pegajosa tan espesa como mantequilla de maní y pasteles de sal. parecido a la arena mojada de la playa.

Mapa: James Provost

El desperdicio es lo que queda de un período intenso de innovación en tiempos de guerra y de la Guerra Fría. A partir de 1943, los expertos de Hanford fueron pioneros en métodos a escala industrial para separar químicamente el plutonio del uranio irradiado, y hacerlo de forma segura. Su proceso original de bismuto-fosfato produjo “botones” de plutonio del tamaño de un disco de hockey, que luego se formaron en núcleos esféricos y se utilizaron en la prueba de la bomba atómica Trinity de 1945 en Nuevo México y luego en la bomba de Nagasaki. A lo largo de los años, se desarrollaron cinco procesos más. Siguió, que culminó con la extracción de plutonio y uranio (PUREX), que se convirtió en el estándar mundial para el procesamiento de combustibles nucleares.

Cada uno de estos métodos produjo sus propios flujos de desechos distintos, que se almacenaron en el sitio y luego se bombearon a tanques de almacenamiento subterráneos. Cuando algunos de los tanques más antiguos de una sola carcasa comenzaron a tener fugas años después, los trabajadores bombearon los líquidos a tanques de doble carcasa más nuevos y resistentes. Se produjeron reacciones químicas cuando los diferentes productos de desecho se mezclaron, dejando cada tanque lleno con su propia agregación compleja de líquidos, sólidos y lodos.

El resultado es que en 1987, cuando Hanford dejó de producir plutonio, los parques de tanques contenían una mezcla mortal de sustancias químicas, metales y radionucleidos de larga duración. No hay dos de los 177 tanques que contengan exactamente el mismo brebaje, pero todos representan un riesgo público significativo. El sitio bordea el río Columbia, que nutre los cultivos de patatas y viñedos de la región, sirve como caldo de cultivo para el salmón y proporciona agua potable a millones de personas. Hasta ahora, los viejos y corroídos recipientes han derramado aproximadamente 4 millones de litros. Algunos expertos han dicho que es sólo cuestión de tiempo antes de que más desechos se filtren por las grietas.

El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), que controla Hanford, ha tenido durante décadas el objetivo de tratar y “vitrificar” los desechos del tanque para una eliminación más segura. La vitrificación es un método probado a lo largo del tiempo para inmovilizar desechos radiactivos convirtiéndolos en en bloques de vidrio. Una vez encerrados los residuos, los radionucleidos nocivos no pueden filtrarse a los ríos o a las capas freáticas subterráneas. Para mejorar el aislamiento, los bloques más radiactivos se colocan en contenedores de acero, que luego pueden depositarse en una bóveda subterránea seca y geológicamente estable. Se han construido y operado con éxito plantas de vitrificación en Bélgica, Francia, Alemania, Japón, Rusia, Reino Unido y Estados Unidos.

Pero los desechos de Hanford son únicos entre los restos nucleares del mundo, tanto en composición como en volumen. Antes de poder convertirlo en vidrio, los trabajadores primero deben descubrir exactamente qué hay dentro de cada tanque y luego desarrollar fórmulas de fabricación de vidrio para cada lote.

Es una tarea monumental y es sólo una faceta de uno de los proyectos de ingeniería más grandes del mundo. La pieza central del trabajo es una serie de vastas instalaciones llamadas Planta de Inmovilización y Tratamiento de Residuos, también conocida como Planta Hanford Vit, que se extiende sobre unas 25 hectáreas (65 acres). El DOE estima actualmente que costará 16.800 millones de dólares terminar la planta, que está siendo construida por Bechtel National y una serie de subcontratistas. Incluso mientras los científicos continúan desconcertados por los desechos de los tanques de Hanford, y mientras los contratistas encienden las luces en nuevos y relucientes edificios, las preocupaciones sobre sobrecostos masivos, incumplimientos de los contratistas y plazos incumplidos pesan mucho en el proyecto. Hanford, nacida y construida febrilmente en el fragor de la Segunda Guerra Mundial, ahora parece estar en un lento y serpenteante camino hacia una línea de meta invisible.

Los 177 tanques de residuos de Hanford contienen entre 208.000 litros y 3,8 millones de litros.

Los tanques contienen un total de 212 millones de litros de desechos tóxicos, suficiente para llenar 85 piscinas olímpicas.

Hay 149 tanques de un solo casco, construidos entre 1943 y 1964, y 28 tanques más grandes, de doble casco, construidos entre 1968 y 1986.

"Hanford es único", dice Will Eaton, quien dirige el grupo de trabajo sobre vitrificación en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del DOE en Richland. "Se ha trabajado mucho en los detalles para garantizar que tengamos la mayor probabilidad de obtener resultados reales". "Éxito eficiente y eficiente cuando nos ponemos en marcha. Porque es una misión larga". Eaton, que tiene 53 años, añade: "Mi objetivo es que la planta realmente se ponga en marcha antes de que me jubile".

Visité Hanford en julio de 2019. para comprender mejor los numerosos desafíos que enfrenta el asediado proyecto de vitrificación. Conocí a Eaton en una tarde deslumbrantemente soleada en el campus de PNNL, que se encuentra en un oasis de árboles verdes en medio de la maleza del desierto. Hanford comienza justo al otro lado de la calle y se extiende hacia la cresta plana de Rattlesnake Mountain.

Eaton levantó un recipiente de plexiglás transparente, de unos 13 centímetros de diámetro. En mayo de 2018, su equipo utilizó contenedores como este para vidriar 11 litros de residuos de dos de los tanques de Hanford. Como medida de seguridad, el experimento se realizó bajo una campana extractora de radioisótopos. Esos recipientes contienen el mayor volumen de desechos de Hanford que se ha vitrificado hasta ahora, después de tres décadas y miles de millones de dólares. Sólo faltan 211.999.989 litros más.

Durante más de 40 años, los desechos radiactivos del procesamiento de plutonio se bombearon a 177 tanques de almacenamiento subterráneos en el sitio de Hanford (arriba). Cada tanque contiene una mezcla excepcionalmente tóxica de líquidos, sólidos y lodos (abajo, arriba); Algunos de los tanques más antiguos tienen fugas (abajo, abajo). Los investigadores han pasado décadas descubriendo cómo tratar y luego almacenar de forma segura los desechos. Se espera que la limpieza de tanques lleve otros 60 años y cueste hasta 550 mil millones de dólares.Fotos: Departamento de Energía de EE. UU.

Después de reunirme con Eaton, partí para visitar Hanford. El DOE no permitía que periodistas individuales visitaran la planta Vit, así que opté por la siguiente mejor opción: unirme a un recorrido público por el sitio de limpieza de Hanford. Alrededor de una docena de pasajeros y yo viajamos en un autobús con aire acondicionado a través de la reserva, la mayor parte de la cual parece un parque árido. A lo lejos se alzan altos acantilados, tallados por ríos antiguos. Manadas de alces buscaban sombra entre árboles larguiruchos cerca de una escuela abandonada.

Es una visión incongruente pero resonante. En 1943, como parte del Proyecto Manhattan, el gobierno de Estados Unidos se apoderó de una vasta franja de tierra, incluidas las ciudades de White Bluffs y Hanford, para construir un complejo de fabricación nuclear. El gobierno ordenó a 1.500 colonos que abandonaran sus granjas y ciudades, y a las tribus nativas americanas se les prohibió visitar lugares sagrados de pesca, caza y ceremonias. Al oeste, los miembros de la tribu Wanapum todavía viven en una comunidad con vistas a Hanford.

A medida que el autobús asciende por la meseta central, las amplias vistas dan paso al ruido de los montacargas, a los trabajadores con cascos y a los edificios envueltos en andamios. Nuestro guía turístico señala que su sobrino nieto trabaja aquí como soldador y es miembro de un equipo de construcción de 2.800 personas.

La Planta Vit nació de un acuerdo integral de limpieza de 1989 entre el DOE, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y el Departamento de Ecología del estado de Washington. La construcción comenzó en 2002 y se suponía que finalizaría en 2011, a un costo de 4.300 millones de dólares. Pero pronto surgieron una serie de importantes problemas imprevistos, incluida la peligrosa acumulación de hidrógeno en tuberías y recipientes auxiliares, y una ventilación inadecuada para gestionar el radón y otros gases que se producen a medida que se descompone el material de desecho radiactivo. Las estimaciones de costos se dispararon y los plazos se estiraron.

Hoy en día, la Planta Vit es un complejo de edificios del tamaño de una pequeña ciudad. Sus 56 sistemas requieren de una red eléctrica que podría iluminar 2.250 casas; un sistema de agua helada podría suministrar aire acondicionado a 23.500 casas. Un tanque de almacenamiento de 1,3 millones de litros puede contener suficiente combustible diésel para llenar los tanques de 19.000 automóviles a la vez.

Incluso después de que se complete la planta de Vit, la limpieza real llevará décadas más. En su Informe de alcance, cronograma y costos del ciclo de vida de Hanford de 2019 [PDF], el DOE estimó que el proceso de vitrificación y eliminación de los desechos de Hanford podría costar hasta $550 mil millones y durar 60 años.

El plan exige que los residuos de los tanques fluyan a través de tuberías subterráneas hasta una enorme instalación de pretratamiento. Esta instalación eventualmente tendrá 12 pisos, aunque durante mi recorrido todavía es solo una silueta de marcos de metal, sobre los cuales se cierne una grúa amarilla inmóvil. Dentro de los tanques sellados, los mezcladores de chorro pulsante, que funcionan como pulverizadores de pavo, aspirarán los desechos y los expulsarán a alta velocidad, para mantener todo el tanque mezclado y evitar que las partículas sólidas se sedimenten. Los intercambiadores de iones eliminarán los isótopos altamente radiactivos, dividiendo el flujo de desechos en dos grupos. Los desechos radiactivos de alto nivel representan sólo alrededor del 10 por ciento del total de desechos en volumen, pero representan el 90 por ciento de la radiactividad, dice Eaton. Los residuos restantes se consideran residuos de baja actividad y contienen cantidades muy pequeñas de radionucleidos.

Las corrientes apropiadas fluirán para separar las instalaciones de vitrificación de alto nivel y de baja actividad. En ambos, los técnicos mezclarán los desechos con sílice y otros materiales formadores de vidrio y luego verterán el lote en un fusor revestido de cerámica. Los electrodos sumergidos calentarán el tanque del fusor a casi 1.150 °C, convirtiendo la mezcla en una masa de vidrio fundido al rojo vivo. Los residuos de baja actividad se verterán en un recipiente de acero inoxidable, donde se enfriarán y endurecerán hasta formar un tronco de 2,3 metros de altura y 1,2 metros de diámetro. Los desechos de alta actividad irán a contenedores más largos y delgados, de 4,4 metros de alto y 0,6 metros de diámetro, también fabricados de acero inoxidable.

Los gases residuales, incluidos el vapor y los óxidos de nitrógeno, saldrán a través de una boquilla en el techo del fusor, para ser recolectados y tratados para eliminar los isótopos radiactivos y mantener los contaminantes fuera del medio ambiente.

Cada año se producirán hasta 1.000 troncos revestidos de acero de desechos de baja actividad que luego se enterrarán en zanjas cercanas. El complejo Vit Plant también incluye un laboratorio analítico, que analizará unas 3.000 muestras de vidrio de residuos de baja actividad cada año, garantizando que los residuos vitrificados cumplan con los requisitos reglamentarios.

Una vez terminada, se prevé que la planta de residuos de alta actividad produzca unos 640 recipientes al año. Los residuos vitrificados de alta actividad se consideran demasiado peligrosos para mantenerlos en el lugar, incluso dentro de los contenedores de acero. En cambio, esos desechos se enviarán a una ubicación externa aún no identificada. El plan original exigía que los desechos de alto nivel fueran enterrados en un depósito geológico profundo, como el propuesto y largamente retrasado sitio de Yucca Mountain en Nevada. La construcción de Yucca Mountain comenzó en 1994, pero se detuvo durante la administración Obama en medio de una feroz resistencia de políticos de Nevada, grupos de nativos americanos, ambientalistas y otros. El presidente Trump, que pidió la reactivación del proyecto al principio de su administración, recientemente cambió su postura al respecto. En la actualidad, no hay planes para construir un repositorio profundo en ningún lugar de los Estados Unidos.

Mientras tanto, los expertos en limpieza de Hanford están descubriendo formas de reducir drásticamente la cantidad de troncos vitrificados que necesitarán producir y almacenar. Cuando los trabajadores comenzaron a construir la planta Vit hace 18 años, por ejemplo, los investigadores diseñaban vasos que no contenían más del 10 por ciento de desechos y el resto eran materiales necesarios para la formación del vidrio. Al modelar diferentes fórmulas, un equipo de PNNL descubrió que podían duplicar la porción de desechos al 20 por ciento, en parte al encontrar formas de acomodar más aluminio, cromo y otros químicos. Eso podría reducir a la mitad la cantidad de troncos de vidrio que Hanford tiene que producir y almacenar.

El tratamiento de los desechos radiactivos de Hanford implica “vitrificarlos” en bloques de vidrio para una eliminación más segura. Otros sitios alrededor del mundo han utilizado la vitrificación para inmovilizar con éxito sus desechos nucleares. Pero los desechos de Hanford son tan complejos y variados que los científicos necesitan idear una “receta” de vitrificación única. por cada lote de residuos. Con el tiempo, los troncos vitrificados de residuos de baja actividad revestidos de acero inoxidable serán enterrados en el sitio de Hanford. Los desechos vitrificados de alto nivel serán transportados a un sitio aún indeterminado. Foto: Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico/Fuente científica; Ilustración: James Provost

A medida que el autobús turístico recorre el sitio de Hanford, los parches de tierra vacíos marcan las huellas de los edificios demolidos del período de producción de plutonio. Sus restos ahora están enterrados en un enorme vertedero, que contiene más de 16 millones de toneladas métricas de desechos radiactivos, peligrosos y mixtos de bajo nivel. Un empleado de Hanford en el autobús señala tuberías negras que serpentean a lo largo de la carretera; Se nos dice que estos transportan agua subterránea contaminada desde el río Columbia hacia una planta de tratamiento central.

Durante el apogeo de la producción de plutonio en Hanford, los trabajadores descargaron alrededor de 1,7 billones de litros de líquidos residuales en los vertederos del suelo, que se convirtieron en vastas columnas subterráneas de sustancias químicas tóxicas, incluidos los carcinógenos cromo hexavalente y tetracloruro de carbono [PDF], que se infiltraron en los acuíferos. Hoy en día, seis sistemas subterráneos de bombeo y tratamiento empujan hidráulicamente los contaminantes hacia la Planta de Tratamiento de Agua Subterránea 200 West, un espacio cavernoso lleno de tubos plateados y biorreactores altos y grises. El operador de la planta, CH2M Hill (ahora parte de Jacobs Engineering Group), afirma que trata unos 7.600 millones de litros de agua subterránea cada año. En septiembre de 2019, los trabajadores retiraron los últimos lodos altamente radiactivos que estaban almacenados en contenedores submarinos cerca del río.

Una vez finalizado el recorrido, el autobús regresa a la polvorienta meseta, pasando por camiones de tacos y carteles graciosos: “¿Tienes lodo? ¡Sí!"

La construcción está "esencialmente completa". dice el DOE, en la instalación de vitrificación de baja actividad, el laboratorio analítico y la mayoría de los edificios de apoyo más pequeños de la planta Vit. Pero el trabajo en la instalación de pretratamiento se ha "aplazado", mientras los expertos de Hanford intentan resolver cuestiones técnicas relacionadas con la separación y el procesamiento de residuos y la vida útil de diseño de los equipos de la instalación. A finales de 2016, los funcionarios también decidieron detener la construcción de la instalación de pretratamiento. instalación de vitrificación de nivel para que pudieran centrarse en el tratamiento de los residuos de baja actividad.

Para avanzar con los desechos de baja actividad, la última estrategia del DOE exige evitar la instalación de pretratamiento. En cambio, los desechos líquidos se bombearán a un sistema más pequeño, cerca de los tanques donde se almacenan los desechos. Este sistema filtrará sólidos grandes y eliminará el cesio radiactivo, que tiene una vida media relativamente corta pero emite grandes cantidades de radiación gamma que daña los tejidos y, por lo tanto, se considera el más peligroso de los radionucleidos contenidos en los desechos. A continuación, el líquido fluirá directamente a la planta de vitrificación de residuos de baja actividad para ser vitrificados. Una instalación de gestión de efluentes se encargará de los residuos líquidos producidos por los fundidores de vidrio y el sistema de tratamiento de gases residuales.

La Oficina de Protección de Ríos del DOE, que supervisa la misión de limpieza de tanques, dice que está en camino de comenzar a procesar desechos de baja actividad de esta manera tan pronto como 2022. Como parte de los preparativos, en mayo de 2019, los trabajadores de Hanford comenzaron a instalar dos torres, Buques de 145 toneladas métricas que retendrán efluentes.

En agosto pasado, funcionarios del DOE y Bechtel National celebraron la apertura de un anexo de 1.860 metros cuadrados a la instalación de residuos de baja actividad. El edificio alberga la sala de control y el centro de operaciones, donde los trabajadores realizarán actividades de puesta en marcha y pruebas.

En la ceremonia de inauguración, la directora del proyecto de la planta Vit, Valerie McCain, dijo: "Estamos cada vez más cerca de fabricar vidrio con residuos de baja actividad".

Nadie sabe cuándo comenzará Hanford a vitrificarse. los residuos de alta actividad. El DOE dice que los problemas técnicos que paralizaron la construcción se han resuelto en su mayoría, pero que "no puede proyectar con certeza" cuándo se completarán y pondrán en servicio las instalaciones de pretratamiento y vitrificación de residuos de alto nivel. La respuesta depende de muchas variables, incluida la financiación federal. , la eficiencia de los contratistas y el ritmo de los avances tecnológicos. En septiembre, el departamento advirtió a los reguladores del estado de Washington que corre un riesgo "grave" de no cumplir con los plazos para comenzar a tratar residuos de alto nivel para 2033 y tener la planta completamente operativo para 2036. Los plazos se especifican en acuerdos legales entre el DOE, el estado de Washington y otras partes interesadas.

Mientras tanto, el DOE también está estudiando métodos alternativos para tratar algunos de los desechos, incluido llenar los tanques con una lechada similar al concreto, para inmovilizar los desechos en su lugar. Los funcionarios habían considerado esa estrategia anteriormente en la misión de limpieza, pero finalmente dictaminaron que la vitrificación era el camino más seguro para el tratamiento.

La planta Hanford Vit de 16.800 millones de dólares (abajo, arriba) está diseñada para separar y procesar los 212 millones de litros de desechos radiactivos del tanque del sitio Hanford. En construcción desde 2002, aún no ha comenzado a tratar los residuos. Los fusores (abajo, en el centro a la izquierda) calentarán desechos de baja actividad, sílice y otros materiales formadores de vidrio a casi 1150 °C. La instalación de vitrificación de desechos de baja actividad (abajo, abajo) manejará alrededor del 90 por ciento de los desechos del tanque de Hanford. Los residuos de baja actividad contienen cantidades muy pequeñas de radionucleidos. Los residuos vitrificados de alta actividad se almacenarán en contenedores de acero inoxidable (abajo, en el centro a la derecha). Fotos, desde arriba: Bechtel National (3); abajo: Departamento de Ecología de Washington

Tanto los reguladores como los activistas dicen que están frustrados por tener que volver a examinar el debate entre vidrio y lechada, especialmente teniendo en cuenta cuánto trabajo queda todavía en la planta Vit. "Puede ser difícil para las personas sentir que se están golpeando la cabeza contra la pared y que en realidad no logran lo que se propusieron", dice Alex Smith, gerente del programa de desechos nucleares del Departamento de Ecología del estado de Washington.

A la sensación de inercia se suma el hecho sombrío de que la mayoría de las personas que trabajan hoy en la limpieza de Hanford no estarán vivas para ver los resultados finales. Una persona de unos 40 años sería centenaria en 2078, el año en el que el DOE espera concluir su trabajo de limpieza.

“Es fácil decir: 'Bueno, ¿qué te importa? No estarás aquí cuando lleguen las consecuencias de esta decisión'", agrega Smith. “Es realmente un desafío para nuestra fuerza laboral, para la fuerza laboral del DOE y para las personas que han estado trabajando en Hanford durante mucho tiempo".

Para mantener a la gente consciente de la misión de Hanford, el departamento de Smith está aumentando el alcance comunitario a través de las redes sociales y charlas escolares. Ella dice que la conciencia pública es clave para garantizar que los legisladores sigan financiando la limpieza, incluso si la mayoría de los contribuyentes estadounidenses nunca han oído hablar de ella. Los desechos pueden estar enterrados en el estado de Washington, pero son producto de acciones federales destinadas a salvaguardar a todo el país, mediante la producción de armas nucleares.

"Creemos que se trata de una limpieza nacional", coincide Susan Leckband, quien preside la Junta Asesora de Hanford. La junta ofrece asesoramiento sobre políticas al DOE y a los reguladores, e incluye expertos locales, trabajadores actuales y anteriores de Hanford, representantes del vecino Oregón, y miembros de tres gobiernos tribales: la tribu Nez Perce, la nación Yakama y las tribus confederadas de la reserva india Umatilla.

Leckband reconoce que las personas fuera del estado de Washington no necesariamente comparten la perspectiva de la junta. “Tienen sus propios problemas”, afirma. “Lo entiendo. No hay fondos ilimitados”. Le preocupa una creciente presión por soluciones “más rápidas y menos costosas” para la misión de limpieza, en lugar de un enfoque “mejor y más permanente”.

Juan Viena, un científico de materiales en el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste, me entrega una losa de vidrio rectangular brillante. Las rayas rojas y naranjas oxidadas son hierro, dice, que abunda en los desechos de alto nivel de Hanford. El equipo de Viena analiza innumerables materiales para observar cómo se comportan en el vidrio. Dentro del laboratorio, secciones transversales de botes de metal revelan obsidiana con apariencia de vidrio, hecha de simulaciones de desechos de tanques de alto nivel. Trozos tan verdes como las esmeraldas contienen simulantes de desechos de baja actividad.

Vienna explica que los contaminantes no se quedan dentro del vaso, como la cerveza que se agita en una botella. Más bien, se convierten en parte de la "botella" misma, unidas atómicamente en su lugar hasta que el vidrio se disuelva, lo que no sucederá hasta dentro de "más de un millón de años", dice. Para entonces, todos los radionucleidos preocupantes habrán decaído a niveles relativamente benignos.

John Vienna (arriba, arriba) es investigador del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, en Richland, Washington. Sostiene una mezcla no radiactiva de agua y productos químicos que simulan los desechos de alto nivel de Hanford. En la foto inferior hay muestras de algunos de esos químicos.Fotos: Maria Gallucci

Los dos tipos de residuos son difíciles de tratar por diferentes motivos. Los desechos de alta actividad contienen niveles más altos de "químicos fríos", como el aluminio, que se utilizaron en las etapas más ineficientes de la producción de plutonio y que no se disuelven fácilmente en el vidrio. Los desechos de baja actividad están compuestos principalmente de sales de sodio, lo que puede hacer que el vidrio sea menos duradero.Las formulaciones de vidrio deben tener en cuenta estas distintas complicaciones.

Los científicos del extenso campus de PNNL han trabajado en la vitrificación de residuos durante más de medio siglo. En la década de 1970, por ejemplo, el laboratorio desarrolló la tecnología para los fundidores de cerámica en el corazón de las instalaciones de desechos de alto nivel y baja actividad de Hanford. Otros lugares de EE. UU., así como sitios en Japón y Europa, han utilizado la tecnología para vidriar sus desechos nucleares. La vidriación comenzó en 1996 en el sitio del río Savannah del DOE en Carolina del Sur, el otro sitio de producción de plutonio de los Estados Unidos, donde se almacenaron unos 133 millones de litros de desechos líquidos radiactivos. Hasta la fecha se ha procesado algo más de la mitad de los residuos. En el Proyecto de Demostración de West Valley, cerca de Buffalo, Nueva York, el DOE vitrificó los 2,3 millones de litros de residuos antes de demoler las instalaciones.

En comparación con Hanford, esos sitios tenían menos desechos y su composición era mucho más uniforme. Para West Valley, los científicos pasaron años desarrollando una fórmula general que podría usarse para tratar todos los desechos, dice Vienna, quien trabajó en ese proyecto y en varios otros. Dado el gran volumen y la complejidad de los 212 millones de litros de desechos de los tanques de Hanford, los expertos deben adoptar un enfoque diferente.

Los investigadores del PNNL están creando modelos computacionales basados ​​en el comportamiento de los desechos reales de los tanques, simulantes químicamente similares y pruebas de laboratorio. Dentro de gabinetes transparentes, estudian cómo las muestras de vidrio se ven afectadas por temperaturas extremadamente altas y bajas y por el agua, para poder verificar que el vidrio se disolverá lo suficientemente lento como para sobrevivir al peligro radiactivo. Para comprender los efectos del tiempo, han examinado las estructuras de vasos antiguos, incluida una pieza de vidrio de basalto islandés de entre 2 y 4 millones de años y el mango de un cuenco de 1.800 años recuperado de un naufragio en el Adriático. Mar. La idea es que cuando la planta de Vit entre en funcionamiento, los expertos podrán refinar las composiciones de vidrio sobre la marcha, hasta que las mezclas lleguen al fusor. El grupo vienés es responsable del modelo que permitirá a Hanford, por ejemplo, duplicar la cantidad de residuos por tronco de vidrio.

“Parte de lo que hace nuestro grupo es entender cómo podemos superar los límites”, dice Charmayne Lonergan, científica de materiales del PNNL. “A medida que se empieza a hacer eso, se empieza a reducir el número de años que puede llevar procesar todos los residuos. Comienzas a reducir costos, tiempo, mano de obra, instalaciones y recursos".

Mientras tanto, el tiempo corre, y un aire de incertidumbre aún rodea a la Planta Vit. El DOE está tomando medidas para reclasificar algunos de los desechos nucleares del país como menos peligrosos, lo que podría permitirle evitar la vitrificación de algunos de los desechos de los tanques de Hanford.

En particular, el departamento dijo en junio de 2019 que estaba cambiando la forma en que interpretaba la definición de "residuos radiactivos de alto nivel" en Hanford, Savannah River y el Laboratorio Nacional de Idaho. Tradicionalmente, cualquier subproducto que resulte del procesamiento altamente Los combustibles nucleares radiactivos se han considerado de alto nivel y deben ser enterrados en depósitos geológicos profundos. Todos los desechos de Hanford (antes del pretratamiento) entran en esta categoría. En cambio, el departamento quiere categorizar los desechos basándose no en cómo se produjeron sino en su composición química.

Según la definición revisada, los desechos del procesamiento de combustible podrían considerarse "residuos radiactivos de bajo nivel" si no exceden ciertos límites de concentración radiactiva. El límite para el cesio-137, por ejemplo, es 4.600 curies (o 1,7 x 10 14 bequereles). ) por metro cúbico.

Según la nueva interpretación, los desechos de bajo nivel no necesariamente tendrían que pasar por las instalaciones de pretratamiento y vitrificación de Hanford. Una parte podría convertirse en una forma similar a una lechada y transportarse en camión a un depósito de desechos privado en Texas. En otros casos, los trabajadores de Hanford podían verter lechada directamente en los tanques, como se hizo con siete buques subterráneos en el río Savannah.

Los funcionarios federales y otros defensores de esta estrategia dicen que estas medidas podrían reducir drásticamente el tiempo y el costo necesarios para tratar los desechos del tanque de Hanford. El PNNL y otros cinco laboratorios nacionales del DOE han expresado un "fuerte apoyo" a los méritos técnicos de la nueva interpretación.

Paul M. Dabbar, subsecretario de Ciencia del DOE, dijo a los periodistas que el departamento “analizará cada flujo de desechos y lo gestionará de acuerdo con los estándares de la Comisión Reguladora Nuclear, con el objetivo de sacar los desechos de nivel inferior de estos estados sin sacrificar seguridad pública”. Dijo que cada tanque considerado para ser clasificado como residuo de baja actividad requeriría de un estudio ambiental, de acuerdo con la Ley de Política Ambiental Nacional.

Pero los críticos, incluido el gobernador de Washington, Jay Inslee, y el Departamento de Ecología del estado, dicen que reclasificar los desechos de Hanford pondrá en peligro la seguridad ambiental y le dará al DOE control unilateral sobre la misión de limpieza. En una carta al DOE, los líderes de la Nación Yakama expresaron su preocupación de que los cambios provocarían una mayor contaminación en el sitio y "un nivel más bajo de limpieza".

Esta última controversia pone de relieve los cálculos constantes que los funcionarios, reguladores, activistas y ciudadanos deben hacer para enfrentar el legado tóxico de Hanford. Los cambios de políticas diseñados para acelerar la limpieza deben sopesarse con la seguridad y el bienestar de las personas que no nacerán hasta dentro de decenas de miles de años. Los métodos de tratamiento de residuos se ven a través del prisma de una financiación limitada y, a menudo, cada vez menor, del Congreso. Los resultados científicos no existen en el vacío: se interpretan según motivos políticos, opiniones públicas e intereses comerciales.

Leckband, presidente del Consejo Asesor de Hanford, dice que es importante tener una visión a largo plazo. “Nuestro mantra es: queremos la mejor limpieza posible: para el público, las personas que pagan por ella, las personas que beberán el agua, respirarán el aire y comerán vegetales en todo el noroeste del Pacífico, así como en todo el mundo. país", dice Leckband. "Es necesario hacerlo no sólo por nosotros, sino también por las generaciones futuras".

Este artículo aparece en la edición impresa de mayo de 2020 como "Qué hacer con 177 tanques gigantes de lodos radiactivos".

Se realizó una corrección a este artículo el 29 de abril de 2020.