Des chercheurs de l'Université de l'État de Washington ont dévoilé une technique révolutionnaire pour identifier les sels dans les installations de fusion des déchets nucléaires. Cette avancée promet d'améliorer les technologies de nettoyage, en particulier sur le site de Hanford, l'une des plus grandes et des plus complexes installations de traitement des déchets nucléaires au monde.
Publiée dans le journal Measurement, l'étude décrit comment les scientifiques ont utilisé deux détecteurs pour identifier de fines couches de sels de sulfate, de chlorure et de fluorure pendant le processus de vitrification, qui transforme les déchets nucléaires en verre.
John Bassi, étudiant et auteur principal de l'étude, a déclaré : "Nous avons démontré une technique qui nous permet de voir le moment où les sels se forment. Cela permet de surveiller les installations de fusion et d'ajuster la composition des matériaux d'entrée." La vitrification implique de charger les déchets nucléaires dans de grandes unités de fusion et de les chauffer à haute température, après quoi le verre résultant est versé dans des cylindres pour un stockage sûr à long terme.
Le site de Hanford présente des défis uniques, ayant été utilisé pour la production de plutonium pour la première bombe nucléaire, ce qui a entraîné des déchets contenant presque tous les éléments du tableau périodique. La formation de sels pendant le traitement peut entraîner la corrosion d'équipements coûteux et une contamination potentielle si elle entre en contact avec de l'eau pendant le stockage.
Utilisant un système développé au Laboratoire national du Pacifique Nord-Ouest et au Massachusetts Institute of Technology, les chercheurs ont appliqué des composants optiques et électriques pour analyser le rayonnement entre les plages infrarouges et micro-ondes. Ian Wells, co-auteur de l'étude et étudiant diplômé à l'École de mécanique et d'ingénierie des matériaux de WSU, a expliqué : "L'unicité de cette méthode réside dans le fait qu'aucun éclairage ou système supplémentaire n'est requis ; nous pouvons analyser la luminosité d'images à pixel unique uniquement en fonction de la chaleur émise par la fusion."
Le système peut différencier les types de sels et fonctionner à distance, éliminant ainsi la nécessité d'immerger les capteurs dans du verre fondu radioactif. Bassi a noté : "Ce développement rapproche considérablement la technologie de surveillance d'une application pratique à l'usine de vitrification." Les chercheurs prévoient que cette technologie pourrait être appliquée dans des réacteurs à sels fondus et divers processus de fabrication, y compris la production de verre, de résines époxy et de fibres de carbone. Les projets futurs incluent le passage des tests en laboratoire aux essais de fusion à grande échelle.