Synroc , un acrónimo de "roca sintética", es un medio para almacenar de forma segura residuos radiactivos . Fue iniciado en 1978 por un equipo dirigido por el profesor Ted Ringwood en la Universidad Nacional de Australia , y se llevaron a cabo investigaciones adicionales en colaboración con ANSTO en los laboratorios de investigación de Lucas Heights .
Synroc está compuesto por tres minerales de titanato ( hollandita , circonolita y perovskita ), además de rutilo y una pequeña cantidad de aleación metálica . Estos se combinan en una suspensión a la que se añade una porción de residuos nucleares líquidos de alta actividad . La mezcla se seca y se calcina a 750 °C (1380 °F) para producir un polvo.
Luego, el polvo se comprime en un proceso conocido como prensado isostático en caliente (HIP), donde se comprime dentro de un recipiente de acero inoxidable con forma de fuelle a temperaturas de 1150 a 1200 °C (2100 a 2190 °F).
El resultado es un cilindro de roca sintética negra, densa y dura.
Si se almacenan en forma líquida, los desechos nucleares pueden ingresar al medio ambiente y a las vías fluviales y causar daños generalizados. Como sólido, estos riesgos se minimizan en gran medida.
A diferencia del vidrio de borosilicato , que es amorfo , Synroc es una cerámica que incorpora los residuos radiactivos a su estructura cristalina . Las rocas naturales pueden almacenar materiales radiactivos durante largos períodos. El objetivo de Synroc es imitar esto convirtiendo el líquido en una estructura cristalina y utilizándolo para almacenar residuos radiactivos. Los materiales compuestos de vidrio (GCM) a base de Synroc combinan el proceso y la flexibilidad química del vidrio con la durabilidad química superior de la cerámica y pueden lograr mayores cargas de residuos. [1] [2]
Se pueden desarrollar diferentes tipos de formas de desechos Synroc (proporciones de minerales componentes, presiones y temperaturas específicas de HIP, etc.) para la inmovilización de diferentes tipos de desechos. Sólo la circonolita y la perovskita pueden albergar actínidos. Las proporciones exactas de las fases principales varían según la composición de los HLW. Por ejemplo, Synroc-C está diseñado para contener aproximadamente un 20 % en peso de HLW calcinados y consta de aproximadamente (% en peso): 30 – hollandita; 30 – circonolita; 20 – perovskita y 20 – óxidos de Ti y otras fases. La inmovilización de desechos de plutonio o transuránico aptos para armas en lugar de HLW a granel puede esencialmente cambiar la composición de la fase Synroc a una cerámica basada principalmente en circonolita o pirocloro. El precursor inicial para la fabricación de Synroc-C contiene ~57% en peso de TiO2 y 2% en peso de Ti metálico. El titanio metálico proporciona condiciones reductoras durante la síntesis cerámica y ayuda a disminuir la volatilización del cesio radiactivo. [3]
Synroc no es un método de eliminación. [4] Synroc aún debe almacenarse. Aunque los residuos se mantienen en una red sólida y se evita su propagación, siguen siendo radiactivos y pueden tener un efecto negativo en el entorno. Synroc es un método superior de almacenamiento de desechos nucleares porque minimiza la lixiviación . [5]
En 1997, Synroc se probó con HLW reales utilizando tecnología desarrollada conjuntamente por ANSTO y el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. [1] En enero de 2010, el Departamento de Energía de los Estados Unidos seleccionó el prensado isostático en caliente (HIP) para procesar residuos en el Laboratorio Nacional de Idaho . [6]
En abril de 2008, Battelle Energy Alliance firmó un contrato con ANSTO para demostrar los beneficios de Synroc en el procesamiento de residuos gestionados por Batelle como parte de su contrato para gestionar el Laboratorio Nacional de Idaho . [7]
Synroc fue elegido en abril de 2005 para un contrato de "demostración" multimillonario destinado a eliminar 5 t (5,5 toneladas cortas) de residuos contaminados con plutonio en la planta de Sellafield de British Nuclear Fuel , en la costa noroeste de Inglaterra .