Chiến tranh lạnh qua đi đã để lại một số lượng lớn chất thải hạt nhân cấp thấp gây lo ngại cho các nhà môi trường.
Trong phòng thí nghiệm, người ta lấy 11 lít chất thải từ một cái bể ở khu sản xuất hạt nhân đã dừng hoạt động tại Hanford, bang Washington và biến nó thành một dạng thủy tinh rắn chắc, cố định chất hóa học và phóng xạ bên trong.
Chất thải hạt nhân là một trong những vấn đề môi trường nan giải trong thời đại của chúng ta. Ngay cả các lò phản ứng trên Trái đất đột nhiên đóng cửa thì vẫn còn hàng triệu lít chất thải từ ba phần tư thế kỷ để lại phải xử lý, cùng với chất thải từ các lò phản ứng mang tính nghiên cứu và từ các phòng thí nghiệm tia X của bệnh viện.
Để giải quyết vấn đề là phải tìm ra một nơi để chứa các loại chất thải này trong một thời gian dài, nhưng quan trọng hơn là phát triển một tiến trình xử lý để làm cho chúng thành chất trơ hóa học, không ảnh hưởng đến môi trường. Một trong những phương pháp hứa hẹn nhất là thủy tinh hóa. Theo đó, các nhà khoa học hòa lẫn chất thải đã được lọc với các chất liệu hình thành thủy tinh, sau đó đun nóng hỗn hợp này trong một lò luyện để tạo thành thủy tinh borosilicate, bền vững đến hàng ngàn năm.
Được phát triển bởi PNNL cùng với cơ quan bảo vệ sông (ORP) của Bộ Môi trường Mỹ và Các giải pháp bảo vệ sông Washington (WRPS), những đơn vị có trách nhiệm quản lý các khu vực bể chứa ở Hanford, một tiến trình mới thuộc dạng thử nghiệm sẽ được sử dụng để nấu thành thủy tinh hàng triệu lít chất thải phóng xạ cấp thấp được thải ra từ chương trình vũ khí hạt nhân của Mỹ.
Thử nghiệm được thiết kế cho thấy chất thải có thể được xử lý liên tục, thay vì theo từng lô và giúp các chuyên gia hiểu biết tốt hơn về sự hoạt động của phương pháp để chuẩn bị cho việc mở rộng quy mô.
Để chứng minh, PNNL lấy chất thải hạt nhân lỏng từ Hanford và sử dụng các bộ lọc, cùng các cột ion để loại bỏ chất rắn và kim loại nặng cesium. Chất lỏng đã xử lý được trộn với nguyên liệu làm thủy tinh, sau đó được bơm vào lò nung được kiểm soát với nhiệt độ đến 1.149oC. Cứ khoảng 30 phút, 227g thủy tinh được đẩy ra.
Trong khi đó, khí phóng xạ phát ra từ quá trình thủy tinh hóa đã được chuyển trở lại thành chất lỏng do sự ngưng tụ, sẽ được cô đặc và vữa lỏng, làm nguyên liệu cho quá trình thủy tinh hóa sau này. Thủy tinh và vữa sẽ được phân tích để xác định xem chúng có đạt tiêu chuẩn xử lý hay không.
Theo PNNL, một thử nghiệm thủy tinh hóa trong phòng thí nghiệm khác được lên kế hoạch vào cuối năm nay. Theo đó, chất lỏng từ một bể chứa khác ở Hanford sẽ được xử lý qua một quá trình lọc và trao đổi ion khác trước khi được biến thành thủy tinh.
