Investigadores de la Universidad del Estado de Washington han revelado una técnica innovadora para identificar sales en instalaciones de fusión de residuos nucleares. Este avance promete mejorar las tecnologías de limpieza, especialmente en el sitio de Hanford, uno de los complejos de procesamiento de residuos nucleares más grandes y complejos del mundo.
Publicada en la revista Measurement, el estudio detalla cómo los científicos emplearon dos detectores para identificar capas delgadas de sales de sulfato, cloruro y fluoruro durante el proceso de vitrificación, que transforma los residuos nucleares en vidrio.
John Bassi, estudiante y autor principal del estudio, declaró: "Demostramos una técnica que nos permite ver el momento en que se forman las sales. Esto permite monitorear las instalaciones de fusión y ajustar la composición de los materiales de entrada." La vitrificación implica cargar residuos nucleares en grandes unidades de fusión y calentarlos a altas temperaturas, después de lo cual el vidrio resultante se vierte en cilindros para su almacenamiento seguro a largo plazo.
El sitio de Hanford presenta desafíos únicos, ya que se utilizó para la producción de plutonio para la primera bomba nuclear, lo que resultó en residuos que contienen casi todos los elementos de la tabla periódica. La formación de sales durante el procesamiento puede provocar corrosión de equipos costosos y contaminación potencial si entra en contacto con agua durante el almacenamiento.
Utilizando un sistema desarrollado en el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste y el Instituto Tecnológico de Massachusetts, los investigadores aplicaron componentes ópticos y eléctricos para analizar la radiación entre los rangos infrarrojos y de microondas. Ian Wells, coautor del estudio y estudiante de posgrado en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de WSU, explicó: "La singularidad de este método radica en que no se requiere iluminación adicional ni sistemas; podemos analizar el brillo de imágenes de un solo píxel únicamente en función del calor emitido por la fusión."
El sistema puede diferenciar tipos de sales y operar de forma remota, eliminando la necesidad de sumergir sensores en vidrio fundido radiactivo. Bassi señaló: "Este desarrollo acerca significativamente la tecnología de monitoreo a la aplicación práctica en la planta de vitrificación." Los investigadores anticipan que esta tecnología podría aplicarse en reactores de sales fundidas y en diversos procesos de fabricación, incluida la producción de vidrio, resinas epóxicas y fibra de carbono. Los planes futuros incluyen avanzar de pruebas de laboratorio a ensayos de fusión a gran escala.