De acordo com pt.wedoany.com-O Escritório de Gestão Ambiental do Departamento de Energia dos EUA (DOE-EM) publicou uma Solicitação de Informações (RFI) para obter contribuições da indústria sobre a reutilização benéfica de até 530.000 galões de água pesada atualmente armazenados no Savannah River Site (SRS), na Carolina do Sul. Esta água pesada foi anteriormente utilizada como moderador em reatores de produção de trítio e plutônio.
O Secretário Assistente da EM, Tim Walsh, afirmou que o estoque de água pesada do Savannah River Site é um importante ativo estratégico nacional, e esta RFI é um passo crucial para identificar parceiros da indústria que possam ajudar a maximizar o valor deste recurso para apoiar a segurança energética dos EUA. A RFI convida uma ampla gama de partes interessadas a fornecer contribuições, incluindo indústrias com necessidades e conhecimentos específicos em processamento de água pesada, bem como entidades interessadas em explorar o desenvolvimento de novas instalações ou o arrendamento direto de terrenos no SRS. A água pesada possui propriedades únicas e pode ser utilizada em aplicações nucleares avançadas, pesquisas de ponta e produção de isótopos médicos. O DOE afirma que esta RFI é um passo fundamental para maximizar o valor deste recurso estratégico, identificando caminhos para processamento, purificação e reutilização domésticos.
O DOE-EM visa explorar caminhos inovadores para a reutilização de água pesada, a fim de atender às necessidades críticas domésticas. A RFI busca identificar potenciais aplicações para água pesada, deutério ou isótopos derivados que possam beneficiar diretamente o mercado interno dos EUA e fortalecer a cadeia de suprimentos nacional; avaliar capacidades técnicas para tratamento, processamento, destritiação e purificação de água pesada, especialmente na presença de trítio; avaliar estruturas de colaboração com parceiros externos, incluindo o desenvolvimento de potenciais instalações no local do SRS para facilitar o uso eficaz da água pesada; e informar estratégias futuras para a gestão de longo prazo do estoque de água pesada, potencialmente levando a futuras oportunidades de licitação ou colaboração.
O SRS atualmente armazena aproximadamente 530.000 galões de água pesada (óxido de deutério, D2O), localizados no nível -40 dos tanques de moderador dos edifícios dos reatores C, K e L, bem como em tambores armazenados nas instalações dos reatores L e K. Estas instalações possuem estruturas de engenharia robustas e de paredes espessas para isolar materiais radioativos. Os tanques de moderador no nível -40, localizados nos edifícios dos reatores C, K e L, contêm grandes quantidades de água pesada. O nível -40 refere-se à elevação subterrânea da estrutura de concreto pesado do reator, proporcionando excelente blindagem contra radiação e segurança física contra impactos externos. Embora os reatores C, K e L não estejam mais em operação, suas áreas de processo reforçadas foram convertidas em armazenamento de materiais estratégicos de longo prazo. O reator C serve como o principal hub dedicado ao armazenamento concentrado de moderador de água pesada. Parte do estoque contém vários graus de contaminação e enriquecimento por trítio, mantido em tambores industriais selados. Esses tambores são armazenados dentro dos limites de instalação designados no complexo dos reatores K e L, permitindo a classificação flexível de materiais por nível de pureza.
A integração do armazenamento de água pesada está inserida na infraestrutura mais ampla de descarte de materiais nucleares deste local específico. Além dos tambores de água pesada, a Administração Nacional de Segurança Nuclear (NNSA) utiliza o edifício reforçado do reator K para integração e inspeção seguras de não-poços de plutônio. A piscina de desmontagem localizada no edifício original do reator L possui paredes de concreto com espessura de 2,5 a 7 pés, contendo 3,4 milhões de galões de água leve para blindagem e resfriamento seguro do combustível nuclear usado (UNF) de reatores de pesquisa nacionais e estrangeiros antes do reprocessamento químico.
O DOE observa que o estoque de água pesada, armazenado em vários tanques de moderador e tambores, apresenta diferentes níveis de contaminantes, trítio e enriquecimento de deutério. Esta água pesada foi anteriormente utilizada como moderador em reatores de produção de trítio e plutônio e foi retida devido à sua alta concentração de deutério, tornando-a um recurso valioso. Atualmente, o DOE não possui instalações dedicadas à destritiação de água pesada. Embora o Laboratório Nacional de Savannah River (SRNL) tenha demonstrado experiência em destritiação e possa apoiar o desenvolvimento de planos de projeto, estimativas de custos e revisões independentes, qualquer colaboração com o SRNL para participação direta em tais serviços precisaria ser negociada separadamente pelas partes interessadas com o SRNL. O DOE afirma que os parceiros da indústria são livres para colaborar com qualquer entidade que considerem adequada para atender às necessidades de destritiação ou outros processamentos. Além disso, uma vez que um parceiro da indústria consiga separar com sucesso o trítio da água pesada, o DOE pode ter interesse em receber e utilizar o trítio. Esse arranjo potencial forneceria um caminho benéfico para a disposição do trítio e apoiaria os requisitos programáticos internos do DOE.
No início dos anos 1950, o SRS construiu cinco reatores nucleares para produzir plutônio e trítio necessários para armas nucleares. No entanto, antes da entrada em operação da Área 400/D do SRS, nenhum desses reatores poderia produzir esses materiais, nem mesmo iniciar o processo de partida inicial. A vasta Área 400/D foi uma das primeiras áreas de produção concluídas no SRS, com o único propósito de fornecer água pesada para os reatores. Ao contrário dos reatores do SRS, os reatores do Hanford Site, em Washington, usados para produzir o plutônio para o teste Trinity e a bomba atômica lançada em Nagasaki, eram moderados a grafite. Os reatores do SRS eram moderados a água pesada, que possui capacidade muito superior à grafite para moderar nêutrons durante o processo de fissão, além de também resfriar o reator. As datas de conclusão dos reatores do SRS foram escalonadas para que pudessem entrar em operação gradualmente à medida que a Área 400/D produzisse a água pesada necessária para cada um. As operações de água pesada no SRS cessaram em 1982, quando a quantidade necessária havia sido produzida com um excedente considerável. A maior parte foi utilizada nos reatores do SRS ou para outros fins domésticos, enquanto grandes quantidades foram exportadas para outros países. Em 1989, todos os reatores foram desligados, aumentando ainda mais o estoque de água pesada.
A água pesada pode ser descartada fixando-a em geopolímeros, mas isso é caro e trabalhoso. O Escritório de Ciência do DOE contatou o grupo de tratamento de hidrogênio do SRNL para explorar métodos de remoção de trítio da água pesada para permitir sua reutilização. O grupo estudou métodos existentes de destritiação, incluindo destilação simples, troca catalítica combinada com eletrólise e destilação criogênica, e tendeu a uma abordagem que combina todos os três métodos. Lucas Angelette, líder técnico do projeto no SRNL, afirmou que combiná-los permite tratar 100% da água, recuperar 100% da água pesada e obter gás trítio que o DOE pode vender. Além disso, a água pesada contém isótopos de oxigênio raros e valiosos que, assim como o deutério, são úteis na medicina. Um desses isótopos, usado em exames PET, pode valer milhares de dólares. O grupo está realizando estimativas de custos para um sistema piloto e uma instalação de produção completa. Alguns fundos já estão disponíveis para a compra de equipamentos de capital para o sistema piloto. Enquanto isso, o DOE agora espera que a indústria assuma esta tarefa. O prazo para respostas à RFI é 21 de setembro.
