Tesis

Uno de los principales residuos generados en las plantas nucleares son las Resinas de Intercambio Iónico (RII) agotadas. Estas RII son utilizadas para el tratamiento del agua refrigerante del reactor y pueden quedar contaminadas con diversos radionucleidos. Estas resinas representan el mayor volumen de los distintos residuos de bajo e intermedio nivel. Los tratamientos posibles y métodos de acondicionamiento de las RII agotadas incluyen secado, incineración, pirólisis, inmovilización en diversas matrices, entre otros o una combinación de los mismos.

La pirólisis tiene ciertas ventajas, por ejemplo una reducción de volumen. También se ha demostrado que a través de la pirolización se obtienen productos químicamente resistentes, donde el inventario radioactivo presente en las RII permanece retenido en las mismas. El objetivo principal de esta Tesis es determinar la influencia de la temperatura de pirolización y presión parcial de aire sobre las propiedades del producto piropolimérico final (estructura, microestructura, lixiviación, reducción de volumen y volatilidad de elementos). Se observó que, en condiciones de vacío y a temperaturas superiores a los 300 °C, hubo una reducción de masa de más del 50% para Resinas de Intercambio Catiónicas (RIC) y más del 60% para Resinas de Intercambio Aniónicas (RIA). Con respecto a los ensayos de lixiviación, para el caso de las RIC se observó que las menores fracciones lixiviadas acumuladas (FLA) se obtuvieron a 300 °C y 2 mTorr, con valores mínimos de alrededor de 0,0289 para el caso del Cs⁺ y de 0,00015 para el caso del Sr²⁺.

Ya que el ⁹⁹Mo es un producto de fisión de alto rendimiento que decae a ⁹⁹Tc y estaría incorporado en las RIA como Molibdato (⁹⁹MoO₄^2-), se consideró evaluar la lixiviación de Mo desde las RIA pirolizadas, utilizando Vanadato como subrogante debido al impedimento de cuantificar Mo a través de TXRF. La lixiviación de Vanadio (V) fue investigada llevando a cabo la pirolización de las RIA a 300 °C y un rango de presiones parciales de aire. La muestra pirolizada a 2 mTorr obtuvo las menores FLA de V de la serie, con valores aproximados de 0,00012. Dichos valores pueden considerarse extremadamente bajos.

Se evaluó la volatilización de ⁹⁹Mo desde las RIA cargadas. En los termogramas, no se observaron picos de volatilidad de Mo en el rango entre 25 a 1000 °C. Análisis de estas RIA calentadas a 1000 °C por SEM-EDX, mostraron un contenido de Mo similar a los productos no calentados.

Por ende, basado en estos resultados, se espera que las RIA con incorporación de Mo,  sean no volátiles en condiciones relevantes de pirolisis.

 Palabras claves: corrientes de residuos, Resinas de Intercambio Iónico, pirólisis, propiedades del producto final, fracciones lixiviadas acumuladas, volatización de ⁹⁹Mo.