سينروك

سينروك ، وهو مصطلح مركب من "الصخر الاصطناعي"، هو وسيلة لتخزين النفايات المشعة بأمان . وقد تم تطويره لأول مرة في عام 1978 من قبل فريق بقيادة البروفيسور تيد رينغوود في الجامعة الوطنية الأسترالية ، مع إجراء المزيد من الأبحاث بالتعاون مع منظمة العلوم والتكنولوجيا النووية الأسترالية (ANSTO) في مختبرات الأبحاث في لوكاس هايتس .

التصنيع

يتكون سينروك من ثلاثة معادن تيتانات - الهولانديت والزركونوليت والبيروفسكيت - بالإضافة إلى الروتيل وكمية صغيرة من سبيكة معدنية . تُخلط هذه المكونات معًا لتكوين معلق، ثم يُضاف إليه جزء من النفايات النووية السائلة عالية الإشعاع . يُجفف الخليط ويُكلس عند درجة حرارة 750 درجة مئوية (1380 درجة فهرنهايت) لإنتاج مسحوق.  

ثم يتم ضغط المسحوق في عملية تُعرف باسم الضغط المتساوي الساخن (HIP)، حيث يتم ضغطه داخل حاوية من الفولاذ المقاوم للصدأ تشبه المنفاخ عند درجات حرارة تتراوح بين 1150 و1200 درجة مئوية (2100-2190 درجة فهرنهايت) .  

والنتيجة هي أسطوانة من الصخور الاصطناعية السوداء الصلبة والكثيفة.

المقارنات

إذا تم تخزين النفايات النووية في صورة سائلة، فقد تتسرب إلى البيئة والمجاري المائية، مما يُسبب أضرارًا واسعة النطاق. أما في حالتها الصلبة، فتتضاءل هذه المخاطر بشكل كبير.

على عكس زجاج البوروسيليكات ، وهو مادة غير متبلورة ، فإن سينروك عبارة عن سيراميك يدمج النفايات المشعة في بنيته البلورية . تستطيع الصخور الطبيعية تخزين المواد المشعة لفترات طويلة. يهدف سينروك إلى محاكاة هذه الخاصية عن طريق تحويل السائل إلى بنية بلورية واستخدامه لتخزين النفايات المشعة. تجمع المواد المركبة الزجاجية القائمة على سينروك بين مرونة الزجاج من حيث التصنيع والتركيب الكيميائي، والمتانة الكيميائية الفائقة للسيراميك، ويمكنها استيعاب كميات أكبر من النفايات. [ 1 ] [ 2 ]

يمكن تطوير أنواع مختلفة من أشكال نفايات سينروك (نسب المعادن المكونة، وضغوط ودرجات حرارة الضغط المتساوي الساخن المحددة، إلخ) لتثبيت أنواع مختلفة من النفايات. الزركونوليت والبيروفسكايت هما المعدنان الوحيدان القادران على استيعاب الأكتينيدات. تختلف النسب الدقيقة للأطوار الرئيسية تبعًا لتركيب النفايات عالية الإشعاع. على سبيل المثال، صُمم سينروك-سي ليحتوي على حوالي 20% وزنيًا من النفايات عالية الإشعاع المكلسة، ويتكون تقريبًا من (نسبة مئوية وزنية): 30% هولانديت، 30% زركونوليت، 20% بيروفسكايت، و20% أكاسيد التيتانيوم وأطوار أخرى. قد يؤدي تثبيت نفايات البلوتونيوم أو نفايات ما وراء اليورانيوم المستخدمة في الأسلحة، بدلًا من النفايات عالية الإشعاع السائبة، إلى تغيير تركيب طور سينروك بشكل أساسي ليصبح قائمًا على الزركونوليت أو على البيركلور. تحتوي المادة الأولية لتصنيع سينروك-سي على حوالي 57% وزنيًا من ثاني أكسيد التيتانيوم و 2% وزنيًا من التيتانيوم المعدني. يوفر التيتانيوم المعدني ظروفًا مختزلة أثناء تصنيع السيراميك ويساعد على تقليل تطاير السيزيوم المشع. [ 3 ]

لا يُعدّ سينروك طريقةً للتخلص من النفايات. [ 4 ] لا يزال يتعين تخزين سينروك. فعلى الرغم من احتواء النفايات في شبكة صلبة ومنع انتشارها، إلا أنها لا تزال مشعة ويمكن أن يكون لها تأثير سلبي على البيئة المحيطة. يُعدّ سينروك طريقةً أفضل لتخزين النفايات النووية لأنه يقلل من التسرب . [ 5 ]

الاستخدام الإنتاجي

في عام 1997، تم اختبار جهاز سينروك باستخدام نفايات عالية الإشعاع حقيقية، وذلك بتقنية طُوّرت بالاشتراك بين المنظمة الأسترالية للعلوم والتكنولوجيا النووية (ANSTO) ومختبر أرغون الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية. [ 1 ] وفي يناير 2010، اختارت وزارة الطاقة الأمريكية تقنية الضغط المتساوي الساخن (HIP) لمعالجة النفايات في مختبر أيداهو الوطني . [ 6 ]

في أبريل 2008، وقع تحالف باتيل للطاقة عقدًا مع منظمة العلوم والتكنولوجيا النووية الأسترالية (ANSTO) لإثبات فوائد سينروك في معالجة النفايات التي تديرها باتيل كجزء من عقدها لإدارة مختبر أيداهو الوطني . [ 7 ]

تم اختيار شركة Synroc في أبريل 2005 لعقد "عرض توضيحي" بملايين الدولارات للتخلص من 5 أطنان (5.5 طن قصير) من النفايات الملوثة بالبلوتونيوم في مصنع Sellafield التابع لشركة British Nuclear Fuel ، على الساحل الشمالي الغربي لإنجلترا . 

مراجع

  1. 1 2 "سينروك - الرابطة النووية العالمية" . www.world-nuclear.org .
  2. وي لي، إم أوجوفان، سي إم جانتزن. إدارة النفايات المشعة وتنظيف المواقع الملوثة: العمليات والتقنيات والخبرات الدولية، وودهيد، كامبريدج، 924 صفحة (2013). www.woodheadpublishing.com/9780857094353
  3. بي إي بوراكوف، إم آي أوجوفان، دبليو إي لي. المواد البلورية لتثبيت الأكتينيدات، مطبعة إمبريال كوليدج، لندن، 198 صفحة (2010). "المواد البلورية لتثبيت الأكتينيدات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 مارس 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أكتوبر 2010 .
  4. رون كاميرون، رئيس العمليات في منظمة العلوم والتكنولوجيا النووية الأسترالية (ANSTO). نصف عمر النفايات. "اسأل خبيرًا في الطاقة النووية" . هيئة الإذاعة الأسترالية . 27 أكتوبر 2005.
  5. إي آر فانس، دي جي جريج ودي تي تشافارا، أنستو. "التطبيقات السابقة والحالية لسينروك" (ملف PDF) .
  6. وزارة الطاقة الأمريكية (4 يناير 2010)، السجل الفيدرالي (مقتطف) (PDF) ، المجلد 75/1، الصفحات 137-140 ، تم الاطلاع عليه في 5 مايو 2010  
  7. "منح عقد تجريبي لبرنامج HIP من قبل ANSTO Inc" (ملف PDF) (بيان صحفي). ANSTO. 1 أبريل 2008. تم الاطلاع عليه في 5 مايو 2010 .