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Articulo de referencia

Centro de producción de materias primas para piensos de Fernald

Coordenadas : 39°17′53″N 84°41′27″O / 39.29806°N 84.69083°O / 39.29806; -84.69083 El Centro de Producción de Materiales para Piensos de Fernald (conocido comúnmente como Fernald...

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Coordenadas : 39°17′53″N 84°41′27″O / 39.29806°N 84.69083°O / 39.29806; -84.69083
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El Centro de Producción de Materiales para Piensos de Fernald (conocido comúnmente como Fernald ) es un sitio Superfund ubicado en el municipio de Crosby, en el condado de Hamilton, Ohio , y en el municipio de Ross, en el condado de Butler, Ohio , en los Estados Unidos. La planta estaba ubicada cerca del pueblo rural de Fernald, a unos 32 km al noroeste de Cincinnati, Ohio , y ocupaba 420 hectáreas .  

Fernald fue una instalación que refinó uranio para el complejo de producción de armas nucleares de Estados Unidos desde 1951 hasta 1989. Durante ese tiempo, la planta produjo 170 000 toneladas métricas de productos metálicos y 35 000 toneladas métricas de compuestos, como trióxido de uranio y tetrafluoruro de uranio . Las tasas de producción anuales oscilaron entre un máximo de 10 000 toneladas métricas en 1960 y un mínimo de 1230 toneladas métricas en 1975. El refinado del uranio metálico requería procesos químicos y metalúrgicos que se llevaban a cabo en nueve plantas especializadas dentro del complejo.

Fernald fue objeto de críticas en 1984 cuando se descubrió que la planta liberaba millones de libras de polvo de uranio a la atmósfera, causando contaminación radiactiva en las zonas circundantes. Fue incluida en la lista de sitios Superfund en 1989. La limpieza de la superficie se completó en octubre de 2006, y el sitio se convirtió en la Reserva Fernald en 2007.

Fondo

Función del Centro de Producción de Materiales para Piensos de Fernald

El 1 de enero de 1947, la Comisión de Energía Atómica (AEC) asumió la responsabilidad de las instalaciones de investigación y producción que el Proyecto Manhattan del Ejército había creado durante la Segunda Guerra Mundial para fabricar las primeras bombas atómicas . [ 1 ] [ 2 ] Las plantas de difusión gaseosa de la AEC en Oak Ridge producían uranio enriquecido y sus reactores de producción en el Sitio de Hanford irradiaban uranio para generar plutonio para armas nucleares. [ 3 ]

Durante la guerra, el programa de materias primas del Proyecto Manhattan empleó a diferentes empresas en ciudades muy distantes entre sí para producir las materias primas para los procesos de producción. En el período inmediatamente posterior a la guerra, la planta química Mallinckrodt en San Luis transformó el mineral de uranio en dióxido de uranio ( UO₂ , conocido como "óxido marrón"); la empresa química Harshaw en Cleveland transformó el óxido marrón en tetrafluoruro de uranio ( UF₄ , conocido como "sal verde") y hexafluoruro de uranio ( UF₆ ); y la planta de la División Electrometalúrgica de Union Carbide en Niagara Falls, Nueva York , transformó la sal verde en uranio metálico. La AEC también operó instalaciones de almacenamiento en Cleveland y en la planta de muestreo de Middlesex en Middlesex , Nueva Jersey . [ 4 ] [ 5 ]

En 1949, los comisionados de la AEC consideraron la posibilidad de consolidar estas instalaciones de materias primas. Además de las cuestiones prácticas del transporte de materiales por todo el país, existían preocupaciones de seguridad, ya que la planta de Union Carbide estaba demasiado cerca del océano Atlántico y de la frontera con Canadá. La planta de Mallinckrodt en San Luis estaba mejor ubicada desde el punto de vista de la seguridad, pero ya había muchas plantas de defensa en las cercanías, y un exceso de ellas podría convertirlas en un objetivo atractivo para los bombarderos enemigos. [ 4 ] Existían preocupaciones similares con respecto a Hanford y Oak Ridge, pero la AEC decidió continuar con la expansión de sus instalaciones. [ 3 ] Sin embargo, cuando Mallinckrodt inauguró una nueva planta en 1949, la AEC decidió dejar de utilizar la planta de Niagara Falls para la producción de uranio metálico. [ 4 ]

En respuesta a la detonación de una bomba atómica por parte de la Unión Soviética el 29 de agosto de 1949, [ 6 ] y el estallido de la guerra de Corea el 25 de junio de 1950, [ 7 ] la AEC se embarcó en un importante programa de expansión. [ 8 ] Las nuevas instalaciones incluyeron una planta de enriquecimiento de litio-6 en Oak Ridge; plantas de difusión gaseosa en Oak Ridge, Paducah, Kentucky y Portsmouth, Ohio ; plantas de componentes de armas en Rocky Flats y Amarillo ; dos reactores de producción "Jumbo" en el Sitio de Hanford; y cinco nuevos reactores de producción en el Sitio de Savannah River . [ 9 ] [ 10 ] Para aliviar la carga del aumento de producción en Mallinckrodt, y consciente de que sus instalaciones envejecidas podrían volverse menos eficientes y más insalubres en el futuro, Walter J. Williams, Director de Producción de la AEC, revivió la idea de una planta consolidada de materias primas. En octubre de 1950, autorizó a la Oficina de Operaciones de la AEC en Nueva York a diseñar una nueva planta de materias primas que llevaría a cabo todas las fases del procesamiento de uranio. La nueva planta debía estar operativa para el 1 de enero de 1953. [ 4 ] [ 11 ]

Selección del sitio

La Oficina de Operaciones de Nueva York delegó la tarea de encontrar una ubicación adecuada para la nueva planta de materias primas a Catalytic Construction Company, su contratista de ingeniería. Se elaboró ​​una serie de criterios de selección. Se requería al menos 1 milla cuadrada (640 acres; 260 ha) de terreno plano, preferiblemente ya propiedad del gobierno, con buenas conexiones por carretera y ferrocarril. La planta necesitaba 30 000 kW de energía eléctrica y un arroyo con un caudal de al menos 500 pies cúbicos por segundo (14 m³ / s ) para eliminar los efluentes. Idealmente, la zona local contaría con suficientes trabajadores cualificados para evitar tener que construir un campamento para los trabajadores de la construcción y suficiente alojamiento para evitar tener que construir un nuevo complejo de viviendas para los trabajadores de la planta. La zona preferida era el valle del Ohio y los estados del sureste . [ 12 ] [ 13 ]  

El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos propuso veinte emplazamientos inactivos de fábricas de municiones o plantas químicas, pero casi todos eran susceptibles de reactivarse en respuesta a la emergencia de la Guerra de Corea. El único que no lo fue fue la planta de municiones del lago Ontario, propiedad de la AEC, en el condado de Niágara, Nueva York , que se encontraba fuera de la zona preferida. [ 12 ] Se reconsideraron los criterios. El reciente desarrollo de un nuevo proceso de intercambio iónico para el tratamiento de aguas residuales radiactivas permitió reducir a la mitad el requisito de caudal de agua, pero mientras tanto la AEC se había preocupado más por la situación de la vivienda y expresó una fuerte preferencia por un emplazamiento cercano a una ciudad importante. En enero de 1951, se consideraron otros treinta y cuatro emplazamientos, la mayoría de los cuales fueron recomendados por diez ferrocarriles de la región. Al mes siguiente, el criterio de caudal de agua se redujo aún más a 100 pies cúbicos por segundo (2,8 m³ / s) , y otros ocho emplazamientos fueron propuestos por ferrocarriles. Los ingenieros de Catalytic Construction Company inspeccionaron físicamente los emplazamientos. Esto redujo los candidatos a cuatro en el área de Ohio-Indiana. Tras considerar los costos de flete, los costos laborales y el valor de las propiedades, el gerente de la Oficina de Operaciones de Nueva York, WE Kelley, eligió un sitio cerca de Fernald, Ohio. [ 14 ] 

Fernald era un pueblo rural situado a unos 32 km al noroeste de Cincinnati, Ohio . El terreno de 420 hectáreas se extendía a ambos lados de la frontera entre los condados de Hamilton y Butler ; la mayor parte del terreno se encontraba en el primero, pero unas 81 hectáreas estaban en el segundo. La mayoría de los residentes dependían de pozos o cisternas para obtener agua, muchas granjas carecían de electricidad y numerosos caminos eran estrechos y sin pavimentar. El sitio fue elegido porque se encontraba entre los puertos de entrega de mineral de uranio de Nueva York y Nueva Orleans , y era accesible a los demás sitios principales de la AEC a través del ferrocarril Chesapeake and Ohio , que pasaba por Fernald de camino a Chicago , y varias carreteras. Estaba cerca de Cincinnati, donde había una importante fuerza laboral y amplias viviendas para el personal técnico, que tendría que ser reclutado de otras partes del país. El suministro eléctrico estaba disponible a través de Cincinnati Gas & Electric . El terreno era llano, lo que facilitó la construcción del sitio, y su aislamiento proporcionó seguridad. Estaba ubicado sobre el acuífero de Great Miami , que suministraba el agua necesaria para el procesamiento del uranio. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]   

Construcción

James F. Chandler, un oficial del Cuerpo de Ingenieros del Ejército, fue reclutado como gerente de área de la AEC y estableció su oficina en el centro de Cincinnati. El Cuerpo de Ingenieros comenzó a adquirir el terreno en marzo de 1951. Se compraron siete parcelas directamente. El gobierno ofreció a los propietarios entre $375 y $652 por acre (equivalente a $ 4,651 a $ 8,087 en 2025 ). Se hicieron concesiones por los cultivos que ya se habían plantado. Tres propietarios se negaron, argumentando que la oferta del gobierno era demasiado baja, considerando la riqueza del suelo y el fácil acceso a los mercados. La AEC entonces inició procedimientos de expropiación . El 24 de abril, el juez John H. Druffel del Tribunal de Distrito de los Estados Unidos para el Distrito Sur de Ohio en Cincinnati firmó un decreto que otorgaba a la AEC la posesión inmediata de sus propiedades. Se les dio a los propietarios un aviso de treinta a sesenta días para desalojar. [ 17 ] El proyecto no era un secreto; La portada de la edición del 31 de marzo de 1951 del Cincinnati Times-Star anunciaba que la AEC planeaba "construir una planta de refinación de mineral de uranio de 3 millones de dólares cerca de Fernald". [ 16 ]

Planta piloto en construcción

El contrato de construcción del Centro de Producción de Materiales de Alimentación de Fernald (FMPC) se adjudicó a la George A. Fuller Company , con Catalytic Construction Company actuando como ingenieros/arquitectos. Para agilizar el proceso, se le indicó a Fuller que comenzara cuando el diseño alcanzara el 70% de su finalización. La primera piedra se colocó en mayo de 1951. El área de producción abarcaba 136 acres (55 ha) , de los cuales 19 acres (7,7 ha) estaban cubiertos. [ 18 ] Las obras incluyeron el movimiento de 2.600.000 yardas cúbicas (2.000.000 m³ ) de tierra, [ 19 ] la colocación de 4 millas (6,4 km) de vías férreas y la construcción de 24 acres (9,7 ha) de carreteras pavimentadas y áreas de almacenamiento. [ 18 ]     

Los procesos de puesta en marcha y pruebas comenzaron tan pronto como se completó cada planta. La primera fue la Planta Piloto, que comenzó a operar en octubre de 1951. Le siguieron la Planta 6 en el verano de 1952, la Planta 5 en mayo de 1953, las Plantas 1, 2/3 y 4 en el otoño de 1953, y finalmente las Plantas 7 y 9 para el otoño de 1954. [ 18 ] El contrato para la operación de la planta se adjudicó a National Lead Company of Ohio en 1951, que era más conocida por su marca de pintura Dutch Boy . [ 19 ] Permaneció como operadora hasta el 1 de enero de 1986, cuando Westinghouse Electric Corporation se hizo cargo. En 1991, Westinghouse cambió el nombre de la subsidiaria que operaba Fernald a Westinghouse Environmental Management Company of Ohio (WEMCO). El 1 de diciembre de 1992, Fernald Environmental Restoration Management Corporation (FERMCO) asumió la responsabilidad del sitio. [ 18 ]

Producción

proceso de producción

Desde 1951 hasta 1989, Fernald convirtió mineral de uranio en metal y luego fabricó este metal en elementos objetivo para reactores nucleares. [ 20 ] Las tasas de producción anuales variaron desde un máximo en 1960 de 10 000 toneladas métricas hasta un mínimo en 1975 de 1230 toneladas métricas. [ 21 ] El refinado de uranio metálico requirió procesos químicos y metalúrgicos que se llevaron a cabo en nueve plantas especializadas en el sitio. [ 22 ] [ 23 ] El FMPC también sirvió como depósito central del país para otro metal radiactivo, el torio . [ 24 ] [ 25 ] Entre 1954 y 1975, el FMPC produjo ocasionalmente pequeñas cantidades de torio metálico en la Planta 8, la Planta 9 y la Planta Piloto. [ 26 ]

Planta 1

El proceso de producción en la FMPC comenzó en la Planta 1, también conocida como Planta de Muestreo. La Planta de Muestreo pesaba, tomaba muestras, clasificaba y seleccionaba muestras representativas de los concentrados de mineral entrantes. A los proveedores de mineral se les pagaba en función del contenido de uranio del mineral. [ 27 ] [ 28 ] La Planta de Muestreo tenía más de 19 045 metros cuadrados (205 000 pies cuadrados ) de espacio de almacenamiento, de los cuales 3879 metros cuadrados (41 750 pies cuadrados ) estaban cubiertos. [ 29 ]    

Planta 1: silos y tanques de almacenamiento de nitrato de uranilo.

La planta estaba dividida en dos líneas de procesamiento principales, una para Q-11 y otra para INX. Q-11 era el término utilizado para referirse a los minerales que contenían radio, extraídos principalmente en el Congo Belga, mientras que INX era un concentrado sin radio. El problema con el manejo de los minerales que contenían radio era que una de las partículas hijas del radio es el radón , un gas radiactivo invisible. [ 30 ] Los materiales se secaban, trituraban y molían. [ 29 ] La planta de muestreo tenía una capacidad de 9,1 toneladas métricas por hora. [ 31 ]

Además de tomar muestras de los minerales entrantes, la planta reacondicionó bidones de 30 y 55 galones estadounidenses (110 y 210 L) utilizados para transportar y almacenar materiales radiactivos en las instalaciones. Los bidones reacondicionados se inspeccionaron para detectar agujeros o abolladuras que pudieran causar fallas, y aquellos que no superaron la inspección fueron desechados. [ 31 ] 

Planta 2/3

Plantas 2 y 3 de Fernald FMPC, las plantas de refinación de mineral

La planta 2/3 se conocía como la planta de refinación y desnitrificación de minerales. Se la denominaba planta 2/3 porque ambas funciones se realizaban en el mismo edificio. Allí se recuperaba uranio de las materias primas (es decir, minerales, concentrados y residuos) y se convertía en trióxido de uranio concentrado ( UO₃ ) , también llamado «sal naranja». Además de uranio, la refinería de minerales era capaz de extraer y purificar otros materiales. La refinería constaba de tres etapas principales: digestión (planta 2), extracción y desnitrificación (planta 3). [ 32 ] [ 33 ]

La etapa de digestión consistió en disolver el mineral o chatarra de uranio en grandes tanques de acero con ácido nítrico ( HNO₃ ) . Esto formó una suspensión de insolubles, nitrato de uranilo ( UO₂ ( NO₃ ) ₂ ) y ácido nítrico. [ 33 ] Para la etapa de extracción, la FMPC adoptó un proceso de extracción con solventes desarrollado por Harshaw que utilizaba fosfato de tributilo ( TBP - (CH₃CH₂CH₂CH₂O ) ₃PO ) y queroseno como solvente orgánico en lugar de éter dietílico ( (CH₃CH₂ ) ₂O ) , que Mallinckrodt utilizó en St. Louis y que era un riesgo de explosión. El proceso en Fernald difería del de Harshaw en que utilizaba una serie de "columnas de pulsos" para mezclar y separar el nitrato de uranilo y el solvente . [ 34 ] [ 35 ] El nitrato de uranilo se unió preferentemente al disolvente, dejando el resto en lo que se denominó refinado acuoso. [ 33 ] En 1970, se instaló un sistema de digestión especial en la Planta 1 para permitir el procesamiento de uranio enriquecido con un contenido de uranio-235 de hasta el 5 %. Este sistema utilizaba una geometría segura con tuberías de un diámetro y una distancia entre sí que hacían imposible un incidente de criticidad . [ 31 ]

Diagrama de flujo del proceso de la refinería Fernald

El nitrato de uranilo purificado se recuperó mediante extracción con agua desionizada. En ausencia de ácido nítrico, el nitrato de uranilo se disolvió preferentemente en el agua. Esta solución se trató con carbonato de sodio ( Na₂CO₃ ) para eliminar los productos de degradación. El nitrato de uranilo acuoso purificado contenía ahora unos 100 gramos de uranio por litro. Posteriormente, la ebullición y la evaporación aumentaron la concentración a 1350 gramos por litro. En la etapa de desnitrificación, la solución acuosa se calcinó en recipientes de 1900 litros para producir sal naranja. Esta se molió y se envasó en tolvas con una capacidad de 3,6 toneladas métricas o bidones de 55 galones. La etapa de desnitrificación produjo óxido nítrico ( NO₂ ) y dióxido de nitrógeno ( NO₂ ) , que se capturaron y se utilizaron para producir más ácido nítrico. [ 33 ] La sal naranja se enviaba a la Planta 4 para su conversión en tetrafluoruro de uranio ( UF 4 ) para la siguiente etapa de reducción a metal o se enviaba a la Planta de Difusión Gaseosa de Paducah . [ 26 ]

Diseñada originalmente para procesar 4570 toneladas métricas de mineral de uranio al año, las mejoras posteriores a la planta duplicaron esa capacidad. La planta 2/3 operó desde 1954 hasta 1962, cuando AEC consolidó las operaciones de refinación en el sitio de Weldon Spring y la planta 2/3 quedó en estado de reserva. Durante los siguientes cuatro años procesó únicamente chatarra, pero la planta se reactivó en 1966 cuando se cerró el sitio de Weldon Spring. Las operaciones continuaron hasta 1989, cuando se cerró FMPC. [ 32 ] La planta 2/3 fue demolida en 2003. [ 36 ]

Planta 4

Planta 4 - Planta de sal verde

La planta de sal verde, como se conocía a la planta 4, producía "sal verde" ( tetrafluoruro de uranio - UF₄ ) a partir de trióxido de uranio. La sal verde era el compuesto intermedio utilizado en el proceso de producción de uranio metálico, el producto principal de la FMPC, aunque también se utilizaba para producir hexafluoruro de uranio ( UF₆ ) para las plantas de difusión gaseosa. [ 37 ]

La sal naranja se recibió de la refinería en tolvas móviles y se introdujo en reactores de lecho fluidizado de acero inoxidable que se calentaron a 529 a 593 °C (984 a 1099 °F) . Se añadió amoníaco disociado (una mezcla de H₂ y N₂ ) para la reducción con hidrógeno de la sal naranja a dióxido de uranio , mediante la reacción: [ 38 ]  

UO₃ + H₂ → UO₂ + H₂O​​​​​

El dióxido de uranio se mantenía en suspensión y se comportaba como un líquido. Los gases de escape de los reactores de reducción se pasaban a un quemador de hidrógeno donde se quemaba el exceso de hidrógeno y luego se hacían pasar por un colector de polvo para eliminar cualquier dióxido de uranio arrastrado que pudiera estar presente. [ 38 ]

Conversión de UO 3 a UF 4

El dióxido de uranio en el horno de reducción pasó a través de una tolva sellada y un tornillo de alimentación al primero de los tres hornos de hidrofluoración. La temperatura de operación de cada uno era más alta que la del anterior, operando el primero a unos 149 °C (300 °F) y el tercero a unos 649 °C (1200 °F) . [ 38 ]    

El lecho de UO2 se movió a través del horno de hidrofluoración mediante transportadores de tornillo y se puso en contacto a contracorriente con vapores de ácido fluorhídrico para la hidrofluoración del dióxido de uranio a sal verde mediante la reacción: [ 38 ]

UO₂ + 4HF → UF₄ + 2H₂O​​​​

El producto resultante se envasó en latas de 38 litros y se envió a la Planta 5. El exceso de ácido fluorhídrico se recogió para su reutilización. [ 38 ] El vapor liberado se filtró para eliminar los compuestos de uranio residuales, que se reintrodujeron en el sistema de producción. [ 37 ]

La producción de la planta 4 alcanzó su punto máximo en 1958, cuando se produjeron casi 12 000 toneladas métricas de tetrafluoruro de uranio. La demanda disminuyó posteriormente y la planta operó esporádicamente en la década de 1970. El procesamiento se reinició en 1980 y continuó hasta el cierre de la FMPC en 1989. El edificio fue demolido mediante implosión en agosto de 1996. [ 39 ]

Planta 5

Operación de agitación en la planta 5, la planta de producción de metales.

La planta 5, la planta de producción de metales, era donde se convertía la sal verde en metal. La conversión de tetrafluoruro de uranio a metal se lograba mediante la reducción termita de la sal verde con magnesio en un recipiente de reacción revestido de acero conocido como "bomba". [ 40 ] La sal verde se mezclaba con gránulos de magnesio y se colocaba en el recipiente de reacción, que estaba revestido con escoria de fluoruro de magnesio y tapado con escoria. El recipiente se calentaba a 649 a 816 °C (1200 a 1501 °F) en un horno. Después de aproximadamente cuatro horas, se produce la reacción: [ 41 ]  

UF₄ + 2Mg → 2MgF₂ + U ( metal)

Durante este proceso, la temperatura interna puede alcanzar hasta 1649 °C (3000 °F) . Al menos 20 minutos después, el crisol se retiraba del horno y se dejaba enfriar al aire durante al menos una hora y luego en agua durante unas horas. Una vez enfriado el crisol, el metal de uranio solidificado, conocido como "derby", se separaba de la escoria y los materiales de revestimiento mediante una secuencia de operaciones manuales y mecánicas. La escoria de MgF₂ procedente de la estación de separación se transportaba a la planta de reciclaje de escoria, donde se almacenaba a la espera de su procesamiento para su reutilización como revestimiento refractario . El proceso de recuperación de la escoria consistía en triturarla, pulverizarla y clasificarla, tras lo cual se devolvía a la zona de reducción de la planta. [ 41 ]  

Hornos de reducción de metales en la Planta 5, la planta de producción de metales.

Los derbies de metal de uranio estándar y empobrecido pesaban alrededor de 168 kilogramos; los derbies enriquecidos eran más pequeños, con un peso aproximado de 136 kilogramos. La mayoría de los derbies se trasladaron al área de fundición de metales de la Planta 5 o a la Planta de Productos Especiales, pero algunos se enviaron a otros sitios de la AEC con fines de investigación. [ 42 ]

El siguiente paso en la planta consiste en fundir el metal de uranio y moldear un lingote. Se cargaron crisoles de grafito con una mezcla de derbies y chatarra reciclada sólida. Los crisoles cargados se colocaron mecánicamente en hornos de fusión y moldeo por inducción diseñados para ofrecer la máxima flexibilidad y minimizar la exposición humana a la radiactividad. El metal de uranio se fundió al vacío para minimizar la contaminación del metal fundido con gases atmosféricos y permitir su purificación mediante la destilación de contaminantes volátiles. [ 41 ]

Los derbies se calentaron durante 96 minutos a 130 kilovatios hasta alcanzar los 1482 °C (2700 °F) , momento en el que se retiró el tapón de corte del fondo del crisol y se vertió el metal fundido en un molde de grafito, dejando que el lingote se enfriara y solidificara. Se proporcionó equipo adicional para extraer el lingote del molde, pesarlo, cortarlo, tomar muestras y almacenarlo para su posterior procesamiento en la Planta de Fabricación de Metales. Los lingotes tenían longitudes comprendidas entre 58,4 y 101,6 centímetros (23,0 y 40,0 pulgadas) y pesaban hasta 653 kilogramos. Los lingotes más largos se cortaron por la mitad para producir pares de palanquillas para extrusión en la Planta 9. [ 41 ]   

Planta 6

La planta 6 era conocida como la Planta de Fabricación de Metales. Los lingotes de las plantas 5 y 9 se sometían a tratamiento térmico en baños de agua salada y se enfriaban rápidamente con aceite para aumentar su resistencia. La película de sal inhibía la oxidación de la superficie metálica. El proceso fue ideado por investigadores del Laboratorio Nacional Argonne de la AEC , quienes investigaron cómo proteger el uranio del agrietamiento durante el proceso de laminación . [ 43 ] [ 44 ]

La FMPC contaba con el equipo necesario para laminar, conformar y mecanizar barras y lingotes de uranio, pero a partir de 1971, estos se enviaban a Reactive Metals Inc. (RMI) en Ashtabula, Ohio , para su extrusión en tubos y barras. Posteriormente, se devolvían a la Planta 6, donde se utilizaba un torno para cortar los tubos y las barras a la longitud adecuada. A continuación, se marcaban para su identificación, se limpiaban y se desengrasaban. Los elementos terminados se sometían a un control de calidad y, finalmente, se empaquetaban y se enviaban a las plantas de Hanford y Savannah River. [ 43 ] [ 44 ]

Una parte inevitable del proceso de fabricación de metales era la generación de virutas y residuos . Estos se recogían, trituraban, decapaban , enjuagaban, secaban y compactaban para formar briquetas , que se enviaban de vuelta a la Planta 5 para su reciclaje. El sistema de recolección de polvo de la planta también capturaba partículas de polvo de uranio que sumaban varias toneladas cada año. [ 43 ] [ 44 ]

La planta de fabricación de metales fue demolida en 2002. [ 45 ]

Planta 7

La planta 7 convertía el hexafluoruro de uranio en sal verde, que se utilizaba en la planta 5 para producir uranio metálico. Solo funcionó durante dos años, de 1954 a 1956, antes de ser clausurada tras la apertura de una planta similar en Paducah. La planta 7 permaneció inactiva durante los siguientes trece años. En 1969, el equipo fue declarado excedente y vendido, y el edificio se utilizó para almacenar bidones de sal verde y contenedores vacíos. El edificio se convirtió en el primero de gran tamaño de la FMPC en ser demolido cuando fue implosionado dos veces en 1994. [ 46 ]

Planta 8

La planta 8 era la planta de recuperación de chatarra. Los materiales de uranio de FMPC y de operaciones externas se convertían en óxido negro para su reprocesamiento en la refinería. Esto incluía briquetas de la planta 6. Otras operaciones incluían el lavado de tambores, el filtrado de los relaves de la refinería, el funcionamiento de hornos rotatorios, de caja, de mufla y de oxidación, y el cribado de los productos del horno. La planta de recuperación de chatarra operó según la necesidad en la década de 1970, pero volvió a operar a plena capacidad en 1980. Se cerró en 1989 y el edificio fue demolido en 2003. [ 47 ]

Planta 9

Pruebas ultrasónicas en el área de inspección de la Planta 9, la Planta de Productos Especiales. Las barras de combustible están embaladas para su envío.

La planta 9, la Planta de Productos Especiales, fue construida originalmente para la producción de torio metálico y comenzó a operar en octubre de 1954. El interés por el torio disminuyó y la planta se cerró en 1956. Posteriormente, se la reconvirtió para procesar uranio ligeramente enriquecido y fundir lingotes más grandes que los producidos en la planta 5. La planta contaba con instalaciones para la producción de derbies, lingotes, balas y arandelas de diversos enriquecimientos. [ 48 ] Los lingotes fundidos en la planta 9 podían tener hasta 33 centímetros (13 pulgadas) de diámetro, 63,5 centímetros (25,0 pulgadas) de largo y pesar hasta 2000 kilogramos (4400 libras) . Los lingotes cortados de las plantas 5 y 9 se perforaban en el centro con una máquina perforadora y se mecanizaban en tornos, para luego enviarlos a la planta 6 para su tratamiento térmico. [ 49 ]   

La planta 9 también realizó un proceso de desvestimiento químico llamado "Zimlo" en elementos combustibles no irradiados revestidos en el emplazamiento de Hanford, pero posteriormente desechados. Estos se sumergieron en ácido nítrico diluido para eliminar la capa exterior de cobre y luego se trataron con ácido fluorhídrico para eliminar el revestimiento de zircalloy-2 . El metal de uranio se refundió y se volvió a moldear en lingotes. [ 49 ]

Planta piloto

Reactor para convertir tetrafluoruro de uranio en uranio metálico en la planta piloto.

La planta piloto constaba de equipos de pequeño tamaño para la puesta en marcha de operaciones de refinería, reducción de hexafluoruro, decapado de derby, fundición de lingotes y otros equipos para fines especiales. Esta planta se utilizó para numerosas pruebas de procesos y operaciones experimentales, además de funcionar como instalación de producción para diversos procesos. El nombre era inapropiado, ya que solo operó de esta manera durante un corto período, desde octubre de 1951 hasta que las demás plantas estuvieron plenamente operativas. En este papel, se probó el proceso Harshaw TBP-queroseno, utilizado posteriormente en la planta de refinación y desnitrificación de mineral, el proceso de lecho fluidizado de Union Carbide, empleado posteriormente en la planta de sal verde, y técnicas de laminación y molienda de uranio. [ 50 ] . [ 34 ]

Después del cierre de la Planta 7 en 1956, la Planta Piloto convirtió hexafluoruro de uranio en sal verde. [ 50 ] Este proceso de producción se operó con hexafluoruro de uranio que contenía hasta un 2,5 % de uranio-235. Se utilizó un procedimiento de dos pasos. Primero fue la vaporización de UF 6 : el UF 6 sólido se calentó en tres autoclaves a aproximadamente 50 libras por pulgada cuadrada (340 kPa) y 110 °C para producir UF 6 gaseoso . El siguiente paso fue la reducción del gas UF 6 , que implicó mezclarlo con gas hidrógeno proveniente de amoníaco disociado a 480–650 °C en reactores metálicos para producir polvo de UF 4. El fluoruro de hidrógeno fue un valioso subproducto de la reacción, que fue: [ 42 ]   

UF 6 + H 2 → UF 4 + 2HF

La mayor parte de la actividad de producción de torio en la FMPC tuvo lugar dentro de la planta piloto. Las actividades de producción de torio comenzaron en 1964 y continuaron hasta 1980. El torio metálico se produjo entre 1969 y 1971, y el oxalato de torio de 1971 a 1976. [ 51 ] Se recibieron cientos de toneladas métricas de torio reciclado, principalmente en forma de solución de nitrato de torio tetrahidratado, de Hanford y Savannah River. [ 52 ] La planta piloto también recubría los crisoles de fundición de metales mediante pulverización de plasma con itria para minimizar la absorción de carbono en los productos de uranio metálico. [ 53 ] La planta fue demolida en 2003. [ 50 ] [ 54 ]

Edificio analítico

En el edificio de análisis, se probaron y analizaron muestras de materiales en todas las etapas del proceso de producción. [ 55 ]

Salud y seguridad

Contaminación

Montón de chatarra contaminada

Fernald fue objeto de críticas en 1984 cuando se supo que la planta estaba liberando millones de libras de polvo de uranio a la atmósfera, causando una importante contaminación radiactiva de las áreas circundantes. [ 56 ] [ 57 ] Las liberaciones desde el sitio de Fernald al área circundante resultaron en la exposición de los residentes de la comunidad a radiación ionizante, formas solubles e insolubles de uranio y varios otros químicos peligrosos. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) llevaron a cabo una caracterización histórica de la exposición y desarrollaron modelos de estimación de dosis a través del Proyecto de Reconstrucción de Dosis de Fernald, con el objetivo final de desarrollar un algoritmo para estimar las dosis a las personas individuales que vivían dentro del dominio de evaluación de la exposición (el área dentro de un radio de 10 kilómetros (6,2 millas) desde el centro del sitio de la planta). Además de los materiales radiactivos, [ 58 ] muchas otras sustancias tóxicas no radiológicas estaban presentes en el área de producción como materiales, subproductos o productos. Los trabajadores estuvieron expuestos a disolventes clorados y no clorados, metales y sales metálicas, y polvos molestos. Los residentes de la comunidad pudieron haber estado expuestos a estas sustancias a través de vías de agua subterránea, contaminación del suelo y dispersión aérea de emisiones del sitio. [ 59 ] Las noticias sobre las operaciones de la planta llevaron al cierre en 1989 del cercano Campamento Fort Scott , que entonces era el campamento de verano católico romano más antiguo del país. [ 60 ] 

Vigilancia médica

Dos programas de vigilancia médica independientes, uno para exempleados y otro para residentes de la comunidad, han sido financiados con los acuerdos de una demanda colectiva contra National Lead of Ohio, contratista del Departamento de Energía (DOE), sucesor de la AEC. Estos fondos de compensación de Fernald son administrados por un tribunal federal de EE. UU., que supervisa los programas voluntarios de monitoreo médico de Fernald. El Programa de Monitoreo Médico de Fernald (para residentes) (FMMP) está dirigido a personas que viven a menos de 8 km (5 millas ) del sitio de Fernald, y el Programa de Monitoreo Médico de Fernald para Trabajadores (FWMMP) está dirigido a exempleados que estaban empleados cuando National Lead of Ohio era el contratista. Las actividades de los programas de monitoreo médico incluyen exámenes médicos periódicos, pruebas de diagnóstico y la recopilación anual de datos mediante cuestionarios. En enero de 2007, había 9764 personas inscritas en el FMMP y 2716 exempleados inscritos en el FWMMP. El FMMP cuenta con una extensa base de datos informática disponible para estudios de investigación. Se tomaron muestras de sangre, suero, plasma y orina de los participantes del FMMP durante su examen inicial, y desde entonces se han almacenado más de 160 000 alícuotas de un mililitro a −80 °C. [ 61 ] [ 62 ]  

Muerte de Dave Bocks

En junio de 1984, David "Dave" Bocks, un instalador de tuberías de 39 años, desapareció durante su turno y fue reportado como desaparecido. [ 63 ] Sus restos fueron descubiertos posteriormente dentro de un horno de procesamiento de uranio ubicado en la Planta 6; se había registrado una caída repentina de 28 °F (16 °C) en la temperatura del horno (que se mantenía constante a 1350 °F (730 °C) ) a las 5:15 a. m. la noche de la desaparición de Bocks. [ 64 ] Las investigaciones no encontraron pruebas suficientes de que hubiera habido un crimen. Sin embargo, algunos creían que fue asesinado por uno o más compañeros de trabajo que sospechaban que era un informante en el escándalo de emisiones nucleares de 1984. [ 65 ]    

Proyecto de cierre de Fernald

Trabajadores laboran en un edificio de Rubb para limpiar residuos que contienen torio.

Fernald fue propuesto como un sitio Superfund el 14 de julio de 1989 y se incluyó en la lista el 21 de noviembre de ese año. [ 66 ] En 1990, el Congreso aprobó el cierre del sitio y la limpieza ambiental de la instalación. Fluor Fernald, parte de Fluor Corporation , obtuvo el contrato en 1992 para la limpieza del sitio. [ 67 ] Los residuos de bajo nivel se enviaron a Envirocare en Utah y a Waste Control Specialists en Texas. Más de 925 000 yardas cúbicas (707 000 m³) de residuos se depositaron en ocho celdas de la Instalación de Eliminación en el Sitio (OSDF), las cuales fueron selladas. Fluor Fernald completó su parte de la limpieza el 29 de octubre de 2006, 12 años antes de lo previsto y a un costo de 4400 millones de dólares, que fue 7800 millones de dólares inferior a la estimación de costo original. [ 68 ] [ 69 ] 

Reserva Fernald

Una vez completada la limpieza de las superficies, la gestión del sitio se transfirió a la Oficina de Gestión de Patrimonio del DOE el 17 de noviembre de 2006. [ 68 ] El sitio pasó a llamarse Reserva Fernald en 2007. Miles de toneladas de hormigón contaminado, lodo, residuos líquidos y tierra fueron retiradas y reemplazadas por humedales artificiales y vegetación. [ 70 ] [ 71 ] El sitio es permanentemente inhabitable para los seres humanos. [ 72 ]

Las operaciones en curso incluyen el monitoreo rutinario de las condiciones ambientales con pozos de prueba, incluyendo la pluma de agua subterránea de uranio que se extiende al sur del área de la planta, el almacenamiento de desechos residuales en el sitio y el filtrado de la contaminación por uranio del acuífero del río Great Miami . Se espera que estas operaciones de limpieza, junto con las restricciones para establecer nuevos pozos en áreas que excedan los límites de contaminación del agua, continúen en el futuro previsible. [ 74 ]

Citas

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Fuentes

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Lecturas adicionales

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A continuación se incluyen enlaces que proporcionan información adicional sobre el sitio de Fernald:

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  • El sitio web del Proyecto de Cierre de Fernald fue archivado el 11 de julio de 2007 en Wayback Machine e incluye fotos antiguas y más enlaces. El uso del mapa del sitio le ayudará a encontrar información rápidamente.
  • El Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades, Centro Nacional de Salud Ambiental, Estudios de Radiación, Perfiles de Proyectos, Fernald , incluye una descripción del Proyecto de Reconstrucción Dosimétrica de Fernald.
  • Proyecto de evaluación de riesgos de Fernald de los CDC
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