Forskere sette en kjernefysisk avfall container gjennom en krevende tur for å se om det ville bryte drivstoff

Forskerne sendte en kjernefysisk avfall container på en 14,500-mile odyssey av lastebil, lekter, lasteskip, og trene i et forsøk på å forstå hvor godt radioaktivt drivstoff ville stå opp for å reise.

Det er viktig å finne ut av det, fordi en dag, målet er å lagre alle radioaktivt drivstoff som er brukt opp og spytte ut ved atomkraftverk i USA et sentralt, t-depotet. Det er fortsatt en politisk kamp over hvor i depotet vil være, så akkurat nå, brukt kjernebrensel ikke bevege seg mye rundt OSS. Det meste sitter i lagring på atomkraftverk eller noen ganger reiser mellom kraftverk som eies av det samme selskapet, i henhold til Nuclear Regulatory Commission (NRC), offentlig organ som fører tilsyn med atomindustrien.

En 14,500-mile kjernefysiske odyssey

En dag, skjønt, hvis det sentrale lageret er alltid klar, kjernefysisk drivstoff vil være å treffe på vei og jernbane mer hyppig i USA. Vi vet allerede at containere, også kjent som fat, at brukt kjernebrensel reiser i er ganske tøff. Nye design container gå gjennom en rekke tester der de er droppet, tent på brannen, og senkes ned i vann før FLYKTNINGHJELPEN bekrefter dem for bruk. Ingen av disse beholderne har lekket ut i løpet av 40 år med transport av kjernefysisk avfall, NRC sier.

“Risikoen er svært lav, sier Sylvia Saltzstein, leder av brukt kjernebrensel, lagring, transport, og sikringstiltak ved Sandia National Laboratories. “Jeg ville ikke ha noen betenkeligheter med dette kjører gjennom mitt nabolag.”

Men forskerne er fortsatt kunnskap om hva som faktisk skjer inne i de beholderne — der det er brukt kjernebrensel er pakket som en radioaktiv Julegave. Drivstoffet er laget av hule metall stenger fullpakket med uran pellets. Disse stengene er buntet sammen i det som kalles et drivstoff forsamling, som er i en kurv, inne i en sylinder. At beholderen er hva som ville bli fjernet fra lagring cask på et kraftverk, og legg til transport container som ville gå på en lastebil, tog eller båt.

Så for å finne ut hva som skjer til drivstoff inne alle som emballasje, forskere ved Sandia National Laboratories i Albuquerque, New Mexico, sammen med organisasjoner i Sør-Korea og Spania som har til oppgave med å håndtere sitt eget lands håndtering av avfall. De faktisk ikke sende noen reell, radioaktivt materiale på reisen — som tok beholderen fra Spania til Colorado og tilbake. I stedet, hver av de tre gruppene fra USA, Spania og Sør-Korea hadde sine egne faux-brensel som brukes bly eller molybden til å stå på for uran.

Ved hjelp av sensorer som akselerometre og strekklapper, lagene målt hvor mye risting og rasling faux-drivstoff utholdt i løpet av sin tur. Og de første resultatene begynner å komme inn. “Drivstoff har en veldig glatt,” Saltzstein sier.

Randen talte til Saltzstein om kjernefysisk triathlon og hvordan kjernebrensel er typen som Pez godteri.

Dette intervjuet har blitt redigert for klarhet og kortfattethet.

Hva er den Kjernefysiske Triathlon?

Den Kjernefysiske Triathlon er en test for å forstå hva støt og vibrasjoner kjernebrensel vil oppleve under normal transport. Vi tok surrogat kjernebrensel, så ingen reell kjernebrensel ble brukt eller skadet i dette eksperimentet. Og vi kjørte det av lastebil gjennom nord-Spania, med lekter fra Spania til Belgia, ved ocean liner fra Belgia til Baltimore, og deretter med tog fra Baltimore til Pueblo, Colorado, og tilbake igjen.

Vi hadde strekklapper og akselerometre plassert på den faktiske falske drivstoff som er i en kurv, som er inne i en sylinder, som er inne i en transport cask. Alle disse var måles — hver eneste bit av den — bare for å se hvordan det rister, rangler, og ruller. Slik vil vi være i stand til å si: “Ok, ekte kjernebrensel tåler støt av denne størrelsesorden. Og under transport test, vi så støt av denne størrelsesorden. Har vi et problem eller ikke?” Og det samme for vibrasjoner. Med vibrasjoner, ser vi på flere tretthet feil: hvis det er lite wiggles, millioner av små wiggles, er at til slutt kommer til å ødelegge noe?

Er dette en reise som kjernebrensel gjør i dag?

Nei. Kjernebrensel egentlig ikke gjøre noen reiser i dag. Det er ikke noe sted på dette punktet for å sette brukt kjernebrensel. Så det ligger ved siden av atomkraftverk i hele landet og i alle land som har atomkraft. Så nei, dette er ikke en reise som det normalt vil ta.

Grunnen til at vi valgte denne reisen er at Spania ville også gjøre denne testen, og delte prisen med oss. De ga maskinvare, og de var interessert i lastebil transport. Og så Koreanerne også var interessert, og de ga økonomisk støtte til test, og de kommer til å transportere nesten alle sine drivstoff med lekter. Så de ønsket å få lekter data. I USA, var vi interessert i jernbane del. Vi vil gjøre en liten bit av transport lastebil for å få noe av dette til nærmeste rail linje og en liten bit av lekter for å få det til nærmeste rail linje. Men de aller fleste av våre drivstoff, hvis vi er så heldig, vil bli transportert med jernbane.

Hvordan er brukt kjernebrensel lagret akkurat nå?

Akkurat nå er bransjen er å lagre alle disse drivstoff stenger i svært, svært store beholdere. Og siden vi ikke vet hvor dette vil alle bli solgt, og vi vet ikke hva slags stein det kan kastes i, vi kan trenge å pakke alle disse drivstoff stenger i mindre, lettere disposisjon pakker. Og hvis vi er nødt til å gjøre det, og jeg håper vi ikke, det er da det blir viktig å vite: hvis det blir åpnet opp etter å ha blitt transportert, kunne du ha ødelagt drivstoff stenger?

Og grunnen til at er viktig er drivstoffet er en haug av pellets inne lange rør. Bilde Pez — det er faktisk rund, men det er den samme ideen. Det er mange små pellets inne i et rør. Det er hundrevis av disse rørene, og rørene er lang. Så hvis du trenger å åpne opp for å sette det i en mindre beholder, trenger du ikke vil at det skal være sprekker i dette røret slik at Pez godteri eller drivstoff kan ha mer eksponering for mennesker eller miljø.

Er det transport av containere samme som beholdere at brukt brensel er lagret i ved kraftverket fasiliteter?

Når de sitter ved siden av kjernekraftverk, de har en stor betong beholderen over dem for å gi skjerming mot stråling. Og beholderen blir fjernet fra den konkrete skjerming og deretter sette inn en over-pack, som en koffert rundt det, og det kalles transport cask. Og da ville det være fraktet til. Slik at transport cask kan brukes mange ganger, men inne i beholderen som holder alt, det, selvfølgelig, opphold med drivstoff.

Hva er noen av risikoene for at brukt brensel kan møte når du reiser?

Så, i fullstendig ærlighet, dette er en utrolig trygg metode for å transportere noe. Transport fat er utformet så robust at det vi har gjort med tidligere forsøk her i Sandia, der vi har kjørt tog i disse fat — vi har kjørt lastebiler i disse fat — og de går ikke i stykker.

For å bli sertifisert av Nuclear Regulatory Commission, de har til å bli droppet fra 30 meter inn på en urokkelig mål. De har for å være fullstendig oppslukt i en brann i 30 minutter. De har for å bli droppet på en stang, som en punktering test. Og da har de til å være nedsenket i vann. Alle disse testene må skje i riktig rekkefølge, og for å få sertifisering av Nuclear Regulatory Commission, og tønna fortsatt ikke kan lekke. Så vi er veldig, veldig sikker på at det ikke er en ulykke i transport som kan føre til et stort problem.

Det vi ikke har informasjon om er hva som skjer med den faktiske drivstoff. Drivstoff kanskje satt ved siden av kjernekraftverk for 100 år fordi vi ikke har noe sted å sette den. Hvis vi fraktet det, vi vet det cask ikke vil lekke. Men hvis vi ønsket å åpne det opp igjen på slutten når det kom til sitt endelige mål, ville vi ha noen bekymringer som det ikke ville bli noen sprekker i drivstoff? Hva våre data vil vise, og hva dataene peker på er at risikoen for transport å gjøre en liten sprekk i et drivstoff stang er ganske mye null.

Etter testing drivstoff stenger for 14,500 miles, hva er dommen? Vil du ha kjernefysiske Pez godteri renner rundt i det?

Nei. Så dommen, selv om vi fortsatt å analysere data, er at vi har en stor sikkerhetsmargin. Så PNNL [Pacific Northwest National Laboratory] gjorde en analyse, og de sa at det største sjokket de så var de tilsvarende av en veps treffer en vegg. Det er veldig, veldig, veldig liten. Disse stengene er alle som finnes i en sammenstilling som holder dem alle sammen, og de er bare ikke beveger seg. Og så selv om lastebil eller tog vipper ganske mye, kurv og tønna og beholderen virkelig holder det alt sammen veldig godt, og faktisk absorbere mye av de små vibrasjoner og støt og sjokk at rail bil erfaringer. De energiene ikke gjøre det hele veien opp gjennom hele systemet til drivstoff. Slik at drivstoff har en svært glatt.