Forskere sætte et nukleart affald i containeren gennem en krævende tur for at se, om det brændstof, der ville bryde

Forskere sendt et nukleart affald container på en 14,500-mile odyssey med lastbil, pram, fragtskib, og tog i et forsøg på at forstå, hvor godt radioaktivt brændstof, der ville stå op for at rejse.

Det er vigtigt at finde ud af, fordi en dag, målet er at gemme alle de radioaktive brændstof, der bruges op og spytte ud af atomkraftværker i USA på en central, underjordiske depot. Der er stadig en politisk kamp, hvor dette register vil være, så lige nu er, at brugt brændsel ikke bevæger sig meget omkring OS. Det meste sidder på lager på kernekraftværker eller nogle gange rejser mellem kraftværker, der ejes af samme selskab, ifølge Nuclear Regulatory Commission (NRC), det statslige organ, der fører tilsyn med de nukleare industri.

En 14,500-mile nukleare odyssey

En dag, selv, om det centrale register er altid klar, nukleart brændsel, vil blive ramt vej og jernbane oftere i USA. Vi ved allerede, at de beholdere, også kendt som fade, at nukleart brændsel rejser i er temmelig hård. Ny container designs gå igennem en række tests, hvor de er faldet, tændt i brand, og nedsænket i vand, før NRC attesterer dem til brug. Ingen af disse beholdere har lækket i over 40 år ved transport af nukleart affald, NRC siger.

“Risikoen er meget lav,” siger Sylvia Saltzstein, leder af brugt nukleart brændsel, lagring, transport, og garantier på Sandia National Laboratories. “Jeg ville ikke have nogen skrupler omkring det at køre gennem mit kvarter.”

Men forskerne er stadig ved at lære, hvad der rent faktisk sker inde i dem, beholdere, hvor nukleart brændsel er pakket som et radioaktivt Julegave. Det brændstof, der er lavet af hule metal stænger fyldt med uran-piller. Disse stænger, der er samlet i, hvad der kaldes en brændstof-forsamlingen, der er i en kurv, inde i en beholder. Denne dåse er hvad der ville få fjernet fra opbevaring fad på et kraftværk, og lægges i container transport, der ville gå på en lastbil, tog, eller pram.

Så for at finde ud af, hvad der sker med brændstof inden for alle, at emballage, forskere ved Sandia National Laboratories i Albuquerque, New Mexico, sammen med organisationer i Syd Korea og Spanien, der har til opgave at forvalte deres lands nukleare affald. De havde faktisk ikke sende nogen fast, radioaktivt materiale på rejsen — der fandt den container fra Spanien til Colorado og tilbage. I stedet for hver af de tre grupper fra USA, Spanien og Sydkorea bragt deres egne faux-nukleart brændsel, der bruges bly eller molybdæn til at stå i for uran.

Ved hjælp af sensorer som accelerometre og strain gauges, hold målt, hvor meget ryster og rasler faux-brændstof udholdt under sin tur. Og de første resultater er begyndt at komme i. “Det brændstof, der har en meget glat ride,” Saltzstein siger.

Randen talte til Saltzstein om nukleare triathlon, og hvordan nukleart brændsel er lidt ligesom Pez slik.

Dette interview er blevet redigeret af hensyn til klarhed og overskuelighed.

Hvad er den Nukleare Triathlon?

Den Nukleare Triathlon er en test for at forstå, hvad chok og vibrationer nukleart brændsel ville opleve under normale transportforhold. Vi tog surrogat nukleart brændsel, så ingen reel nukleart brændsel, blev brugt eller skadet i dette eksperiment. Og vi kørte det med lastbil gennem det nordlige Spanien, med en pram fra Spanien til Belgien, ved ocean liner fra Belgien til Baltimore, og derefter med tog fra Baltimore til Pueblo, Colorado, og tilbage igen.

Vi havde strain gauges og omfatter accelerometre, som er placeret på den faktiske falske brændstof, der er inde i en kurv, der er inde i en beholder, der er inde i en transport fad. Alle af dem blev målt — hver smule af det — bare for at se, hvordan det shakes, rangler, og ruller. Så vi vil være i stand til at sige, “Okay, real nukleart brændsel, der kan modstå stød af denne størrelsesorden. Og under transport test, så vi chok af denne størrelsesorden. Har vi et problem eller ej?” Og det samme for vibrationer. Med vibrationer, vi kigger på mere træthed fejl: hvis der er lidt bølger, millioner af lidt bølger, er, at i sidste ende kommer til at bryde noget?

Er dette en rejse, der har brugt nukleart brændsel gør i dag?

Nej. Nukleart brændsel virkelig ikke gøre nogen rejser i dag. Der er ikke på dette punkt at sætte nukleart brændsel. Så det ligger lige ved siden af nukleare kraftværker over hele landet og i alle lande, der har atomkraft. Så nej, det er ikke en rejse, som det normalt ville tage.

Grunden til vi valgte denne rejse er, at Spanien ville også gør denne test og fælles udgifter med os. De gav den hardware, og de var interesseret i lastbil transport. Og så Koreanerne også var interesserede, og de har ydet støtte til test, og de kommer til at transportere næsten alle deres brændstof med pram. Så de ønskede at få prammen data. I OS, vi var interesseret i jernbane-del. Vi vil gøre en lille smule af lastbiltransport for at få nogle af disse til den nærmeste jernbane linie og en lille smule af pram for at få det til den nærmeste jernbane. Men de fleste af vores brændstof, hvis vi er så heldige, vil blive transporteret med jernbane.

Hvordan er brugt nukleart brændsel, der er gemt lige nu?

Lige nu er branchen opbevaring af alle disse brændselsstave i meget, meget lang opbevaring containere. Og da vi ved ikke, hvor dette vil alle være afhændet, og vi ved ikke, hvilken slags sten det kan blive bortskaffet på, kan vi nødt til at ompakke alle disse brændselsstave i mindre, lettere bortskaffelse pakker. Og hvis vi er nødt til at gøre det, og jeg håber vi ikke, det er, når det bliver vigtigt at vide: hvis det bliver åbnet op efter at blive transporteret, kan du har brudt brændselsstave?

Og grunden til, at der er vigtigt, er det brændstof, der er en flok af pellets inde i lange rør. Billede Pez — det er faktisk runde, men det er den samme idé. Der er masser af små pellets inde i et rør. Der er hundredvis af disse rør, og rør er lang. Så hvis du er nødt til at åbne denne op til at sætte det i en mindre beholder, du ikke ønsker, at der skal være revner i røret, så at din Pez slik eller dit brændstof kan få mere eksponering til mennesker eller miljø.

Er transport af containere samme som de containere, der brugte brændsel er gemt i på kraftværket faciliteter?

Når de sidder ved siden af de nukleare anlæg, at de har en stor konkrete container over dem for at give afskærmning mod stråling. Og containeren bliver fjernet fra det konkrete afskærmning og derefter lagt i en over-pack, ligesom en kuffert omkring det, og det er det der kaldes transport fad. Og så vil det blive transporteret. Så transport fadet kan bruges mange gange, men den indvendige beholder, der holder alt det, der naturligvis bliver med brændstof.

Hvad er nogle af de risici, der brugte brændsel kan støde på, når det bevæger sig?

Så, i fuldstændig ærlighed, dette er en utrolig sikker metode til at transportere noget. Transport fade er konstrueret så robust, at det, vi har gjort med tidligere eksperimenter her på Sandia, hvor vi har kørt lokomotiver i disse fade — vi har kørt lastbiler i disse fade — og de må ikke bryde.

For at blive certificeret af Nuclear Regulatory Commission, de er nødt til at være faldet fra 30 meter ned på en ubøjelig mål. De er nødt til at være helt opslugt i en brand i 30 minutter. De er nødt til at være faldet på en stang, som en punktering test. Og så er de nødt til at blive nedsænket i vand. Alle disse test er nødt til at ske i rækkefølge, for at få certificering af Nuclear Regulatory Commission, og fadet stadig ikke kan lække. Så vi er meget, meget sikker på, at der ikke er en ulykke, transport, der kunne forårsage et stort problem.

Hvad vi ikke har oplysninger om, er, hvad der sker til den faktiske brændstof. Det brændstof, der måske sad ved kernekraftværket i 100 år, fordi vi ikke har noget sted at lægge det. Hvis vi transporteret det, vi kender cask ikke sive ud. Men hvis vi ønskede at åbne det op igen i slutningen, når det kom til den endelige destination, ville vi have nogen bekymring for, at der ville være nogen revner i brændstof? Hvad vores data vil vise, og hvad de data, der peger på, er, at risikoen for transport at gøre en lille revne i et brændsel stang, er stort set nul.

Efter at have testet din brændselsstave til 14,500 miles, hvad er dommen? Vil du have nukleare Pez slik løber rundt derinde?

Nej. Så dommen, men vi er stadig analysere data, er, at vi har en stor sikkerhedsmargin. Så PNNL [Pacific Northwest National Laboratory] gjorde en analyse, og de sagde, at det største chok, de så, var den tilsvarende af en hveps at ramme en mur. Det er meget, meget, meget lille. Disse stænger er alle indeholdt i en forsamling, der besidder dem alle sammen, og de er bare ikke flytte. Og så selvom lastbil eller tog ryster ganske lidt, kurven, og bøtten og dunk virkelig holde det hele sammen meget godt, og faktisk absorbere en masse af de små vibrationer og stød og rystelser, at de tog bilen oplevelser. Disse energier må ikke gøre det hele vejen op gennem hele systemet til brændstof. Så det brændstof, der har en meget jævn kørsel.