汉福德核电站玻璃化目标为 2026 年

根据美国能源部的协议，华盛顿州生态部负责汉福德核电站的清理工作。汉福德核电站于 1943 年开始生产钚。一项关键任务是安全地储存、回收和处理 177 个地下储罐中的废物，这些储罐中存放着该核电站四十年来钚生产活动中产生的放射性和化学废物。这些废物是在对辐照铀燃料棒进行再加工时产生的，在此过程中，铀燃料棒被溶解，钚被化学回收。产生的液体化学废物被放入汉福德“200 区”“油库”的地下储罐中。

这些储罐的容量从 55,000 加仑(208 立方米)到超过 100 万加仑(3785 立方米)不等。为了建造这些储罐，工人清理了大片平坦的洼地，将储罐竖立在原地，并用土围起来，储罐顶部位于地下 3 米处，以提供辐射屏蔽。

100-B 区鸟瞰图，其中有 B 反应堆，这是有史以来建造的第一座大型核反应堆。曼哈顿计划的汉福德基地生产了第二颗原子弹所需的钚-239

现在的B反应堆

在这些储罐中，有 149 个是单壁储罐。这些储罐不符合华盛顿州法律，该法律要求所有地下储罐都必须有辅助容器。在 20 世纪 80 年代末到 90 年代中期，为了使储罐更稳定并降低泄漏风险，许多液体被移除。剩余的废物与沙子的稠度相似。

其余 28 个储罐为双层储罐。虽然它们在这方面符合州法律，但它们与单层储罐一样，已远远超过了其约 25 年的设计使用寿命，并且至少有 68 个储罐被认为在过去发生过泄漏。目前已知有两个储罐发生泄漏，并正在按照商定的流程进行管理(见下文方框)。如果废物未经处理留在储罐中，最终将进入地面、地下水和哥伦比亚河。以前的泄漏已造成地面污染。

回收储罐废物极其困难。尽管如此，单壳储罐的剩余废物仍通过软管输送管线系统输送到双壳储罐。废物移动时，多余的水会蒸发掉。

立管可通向储罐，但许多立管直径只有一英尺，而且没有一个设计成便于清空储罐。储罐内的回收设备是远程操作的，恶劣的环境会很快磨损电子设备和其他设备。储罐中的结构也会阻碍通行。

总体而言，储罐中残留的混合危险和放射性废物估计有 5600 万加仑(212,000 立方米)。作为汉福德清理协议的一部分，工作人员必须清除现场每个储罐中至少 99% 的废物，或至少清除现有技术所能清除的废物量。如果储罐中残留的废物不超过 360 立方英尺(10 立方米)，则储罐被视为清洁的储罐——或更少，具体取决于储罐大小。储罐场的废物将在新的废物处理和固定化工厂进行处理，废物将被玻璃化并储存在钢罐中以供长期处置。

3 月 6 日，汉福德工厂的代表向利益相关者通报了最新情况。

格雷格·琼斯是能源部商业和财务助理经理兼汉福德首席财务官。他说，该场址的使用和清理工作自 1943 年以来一直在进行，但清理工作还有 40-50 年的时间。该场址的管理采用五年滚动计划。政府资助的运营依赖于资金分配，因此他说该场址每年都在制定三份预算。今年的预算是固定的——它已经在执行 24 财年的预算，尽管该预算要等到立法通过后才能最终达成一致，而立法在当时似乎迫在眉睫。在未来几年，团队必须做出假设，现在他们正在制定 26 财年的计划。

在讨论 2026 年的优先事项时，他说，在过去几年中，场址管理重点关注三种类型的风险降低：储罐废物;中部高原和河流;以及支持整个场址工作的基础设施。

总体目标是：

安全可靠的运营

管理、处理和处置储罐废物

稳定老化结构

拆除退役设施

修复垃圾处理场

处理受污染的地下水

他说，每年约有 22 亿加仑(830 万立方米)的地下水得到处理。

作为场地清理的重要一步，废物即将开始从双层罐转移到废物处理厂进行玻璃化固化。

汉福德正在建设中的玻璃化工厂

玻璃化固化活动即将开始

利用玻璃化技术稳定和固定废物是未来几年的重点项目，工作将于 2025 年开始。按照最初的设想，汉福德废物处理厂 (WTP) 将同时处理高放射性和低放射性废物。然而，美国能源部决定尽快开始处理低放射性废物，并预计在大约十年后开始处理高放射性废物。

该计划称为直接进料低活性废物 (DFLAW)。它将预处理的低活性废物从油库直接送往 WTP 的低活性废物 (LAW) 设施。油库和废物处理厂之间的距离约为 22.5 英里(36 公里)。

在 LAW 设施中，废物将被玻璃化——与玻璃形成材料混合，然后送入两个 300 吨熔炉，加热至 2,100华氏度(1150摄氏度)。熔炉约 20 英尺 x 30 英尺，16 英尺高(7x10x5 米)。然后，玻璃混合物将被倒入不锈钢容器中，每个容器可容纳 6.6 吨废物。

废物处理厂现已建成，并于 2023 年进行冷调试。熔炉于 2023 年 12 月投入使用，当时第一批清洁(即无放射性)熔融玻璃被倒入第一个容器中。

琼斯解释说，该计划每天都会进行 25 项操作，处理双层罐中的 5300 万加仑(200,000 立方米)废物并将其送至玻璃化工艺。废物被送往地下储罐 AP107，在那里取样送至现场实验室进行测试。废物通过离子交换柱去除铯，该柱每分钟可处理 5 加仑或每天 7200 加仑(27 立方米)。首次使用该工艺的活动发现，99.9% 的铯已被去除。

经过这一过程，废物被倒入 AP106 储罐并进行取样。从那里，废物被分批转移到低活性废物处理厂。当 WTP 最终投入运营时，每天最多可接收 8,000 加仑(30 立方米)废物。WTP 有两个并行运行的熔炉。

一些 WTP 基础设施已经过改造，以支持 LAW 设施和废水管理设施 (EMF)，后者将处理液体二级废水。

玻璃化过程的产量为每天 3.5 至 5 个罐子(最多 2100 吨)。这些罐子将被运送到汉福德工厂的垃圾填埋场(综合处置设施)。

在玻璃化过程中，熔炉和冲洗输送管道都会产生废水。熔炉会产生大量热量，因此设施中处理的液体废物会产生冷凝水。冷凝水会进入液体废水处理和液体废水保留设施(工程沉淀池)。除了其他升级外，还增加了一个新池，以满足废物处理厂和场地的需求。剩余的浓缩物被送回玻璃化工艺。现场实验室将确保设施生产的玻璃产品符合所有监管要求和标准，每年分析约 3,000 个废物样本。

2024 年，玻璃化设施将继续进行冷调试。2026 年将完成完整的准备情况审查，批准热调试(即处理放射性废物)，届时玻璃化设施和废水管理设施的热调试将完成。

其他流程

完成汉福德核电站的清理工作取决于该核电站的第三大支柱工作，即升级核电站的传统基础设施。该核电站的日常需求为 50 兆瓦电力和 350 万加仑(13,000 立方米)水。为了支持清理工作，必须增加和更新这些供应。

该地点需要在未来 40 年内提供可靠的供水服务，但目前使用的水泵是 1943 年安装的。因此，还将安装新的水处理厂和储水设施。

同样，该场址老化的电力基础设施必须适应其新用途。支持 WTP 运营所需的各种公用设施包括电力分配、备用电源、压缩空气、蒸汽、冷冻水、消防水以及通信和控制系统。一些系统可以缩小规模，例如蒸汽厂。

但在某些情况下，也有新的要求。例如，WTP 玻璃化工艺中熔炉的电力供应不能中断，否则将无法使用，必须花费数百万美元进行更换。必须升级电力系统，才能为工作区域提供可靠的电力。

展望未来，2026 年，铯和锶废物将从目前的水下储存中转移。预计这个过程需要 27-36 个月，这些废物将被转移到临时干式储存中。

未来两年还将开展“无悔”高放射性废物处理工作，特别是 324 个热室。这些热室将于 2026 年拆除，该地区将得到整治。该过程的第一步是建造和调试一个结构，使该地区具有防风雨功能。