Usinas nucleares, hospitais, indústrias e institutos de pesquisa geram quantidades consideráveis de rejeitos radioativos todos os dias. A deposição segura destes rejeitos deve ser realizado imobilizando os radionuclídeos e, para melhor capacidade de armazenamento, este deve ser volumetricamente reduzido o máximo possível. Neste preceito, a tecnologia de plasma térmico se demonstra uma tecnologia promissora para tratamento de rejeitos radioativos, converte os rejeitos radioativos expostos a temperaturas elevadas nos chamados gases e sólidos resultantes do processo (particulados e escória vitrificada), reduzindo substancialmente seu volume. No presente estudo, foi desenvolvido um sistema experimental empregando um eletrodo de grafite como catodo da descarga de arco transferido para o processamento de rejeitos sólidos compactáveis e não compactáveis. Os rejeitos foram simulados por meio da inserção de isótopos estáveis de césio, cobalto e chumbo, césio e cobalto. Os estudos foram focados no efeito do tempo de processo sobre o fator de redução volumética, na fração de radiosótopos retidos na escória vitrificada e na linha de gases de exaustão. Os resultados mostram que após 30 minutos de tratamento com operação em potência da ordem de 10 kW, obtem-se fatores de redução volumétrica de 1:99 e 1:77, para resíduos sólidos compactáveis e não compactáveis, respectivamente. Nos rejeitos não compactáveis, e, portanto, com maior fração de elementos inorgânicos, a porcentagem dos isótopos estáveis retidos na escória foi mais elevada, inferindo maior atividade do traçador neste tipo de rejeito. Considerando os aspectos regulátórios, econômicos e ambientais, uma análise mais geral das pesquisas indica elevado potencial do emprego desta tecnologia no processamento e gerenciamento de resíduos radioativos.

Nuclear power plants, hospitals, industries and research institutes generate considerable amounts of radioactive waste every day. The safe deposition of these wastes must be performed by immobilizing the radionuclides and, for better storage capacity, it must be reduced by volume as much as possible. In this context, thermal plasma technology proves to be a promising technology for the treatment of radioactive waste, converts radioactive waste exposed to high temperatures into so-called gases and solids resulting from the process (particulates and vitrified slag), substantially reducing its volume. In the present study, an experimental system was developed using a graphite electrode as a transferred arc discharge cathode for the processing of compactable and non-compactable solid waste. The wastes were simulated through the insertion of stable isotopes of lead, cesium, and cobalt. The studies were focused on the effect of process time on the volumetric reduction factor, on the fraction of radiosotopes retained in the vitrified slag and in the exhaust gas line. The results show that after 30 minutes of treatment operating at a power of 10 kW, volume reduction factors of 1:99 and 1:77 are obtained for compactable and non-compactable solid waste, respectively. In non-compactable wastes, and therefore, with a higher fraction of inorganic elements, the percentage of retention of stable isotopes in the slag is higher. Considering the regulatory, economic and environmental aspects, a more general analysis of the research indicates a high potential for the use of this technology in the processing and management of radioactive waste.