DE10052735A1

DE10052735A1 - Nuclear waste handling process comprises placing spent nuclear fuel elements and nuclear facility components into common transport and/or storage container with primary and secondary compartments

Info

Publication number: DE10052735A1
Application number: DE10052735A
Authority: DE
Original assignee: Siemens Nuclear Power GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-05-23
Also published as: AU2002226311A1; WO2002035552A1

Abstract

A nuclear waste handling process comprises placing spent nuclear reactor fuel elements and nuclear facility components into a common transport and/or storage container (1). The container has an interior space (4) with primary compartments (12) for the spent fuel elements and secondary compartments (14) for the nuclear facility components.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von nuklearem Abfall aus ei ner kerntechnischen Anlage. Sie bezieht sich weiter auf einen Transport- und/oder Lagerbehälter für nuklearen Abfall aus einer kerntechnischen Anlage.The invention relates to a method for treating nuclear waste from egg a nuclear plant. It also relates to a transport and / or Storage container for nuclear waste from a nuclear facility.

Beim Betrieb einer kerntechnischen Anlage fallen üblicherweise verschiedenartig ste Typen von nuklearem Abfall an, die einer sicheren und zuverlässigen Entsor gung zuzuführen sind. Beispielsweise wird beim Betrieb eines Kernreaktors der spaltbare Anteil eines Brennstoffs in einer Anzahl von Brennelementen zur Pro duktion von Wärme und somit mittelbar zur Produktion von Elektrizität herangezo gen. Wenn in einem oder mehreren dieser Brennelemente der spaltbare Anteil des Brennstoffs jedoch unter einer Mindestschwelle liegt, kann dort die zur Erzeu gung der Elektrizität erforderliche Ketten- oder Kernreaktion nicht länger aufrecht erhalten werden. Daher wird zu diesem Zeitpunkt das Brennelement üblicherweise durch ein neues ersetzt, wobei das abgebrannte Brennelement als vergleichswei se hochradioaktiver Abfall einer Entsorgung oder Wiederaufbereitung zuzuführen ist.When operating a nuclear plant, there are usually different types types of nuclear waste that are safe and reliable disposal supply. For example, the operation of a nuclear reactor fissile fraction of a fuel in a number of fuel assemblies per production of heat and thus indirectly used for the production of electricity If in one or more of these fuel elements the fissile fraction However, if the fuel is below a minimum threshold, it can be used to generate fuel required chain or nuclear reaction be preserved. Therefore, at this point in time, the fuel assembly is usually replaced by a new one, the spent fuel as comparatively send this highly radioactive waste for disposal or reprocessing is.

Darüberhinaus liegen beim Betrieb einer kerntechnischen Anlage, insbesondere eines Kernreaktors, jedoch noch eine Vielzahl weiterer auch an sich passiver Komponenten vor, die bei ihrem Einsatz einer Strahlungslast ausgesetzt sind und infolge dessen selbst radioaktiv werden. Auch diese Komponenten oder Bauteile sind somit nach Ablauf ihrer Betriebsdauer einer Entsorgung zuzuführen. Dabei kann je nach der Aktivität des jeweiligen Bauteils oder der jeweiligen Komponente zwischen schwach-, mittel- oder hochradioaktiven Abfallprodukten unterschieden werden.In addition, operating a nuclear facility, in particular of a nuclear reactor, but also a large number of other passive ones Components that are exposed to a radiation load when they are used and as a result, become radioactive themselves. These components or parts too are therefore to be disposed of after their service life. there can vary depending on the activity of the component or component distinguish between low, medium or high level radioactive waste products become.

Bei der Entsorgung des nuklearen Abfalls ist als Ziel üblicherweise vorgesehen, die jeweiligen Abfallprodukte in Endlagerstätten zu deponieren. Die Anforderung an die Endlagerstätte kann dabei abhängig von der Art des nuklearen Abfalls, ins besondere von dessen Strahlungsintensität, unterschiedlich sein. In jedem Fall ist bei der Auswahl der Endlagerstätte sicherzustellen, daß die Nachzerfallswärme des nuklearen Abfalls sicher abgeführt wird, daß die Strahlenbelastung der Um gebung unbedenklich ist, und daß keine hochgiftigen Stoffe entweichen können. Gerade bei der Entsorgung von Brennelementen als nuklearem Abfall kann im übrigen vor der Verbringung in eine Zwischen- oder Endlagerstätte eine Abkling phase in einem Wasserbecken des Reaktors vorgesehen sein, um somit die Ra dioaktivität und Wärmeentwicklung der Brennelemente zunächst auf ein für einen Transport akzeptables Maß zu bringen.The target for the disposal of nuclear waste is usually: to deposit the respective waste products in final deposits. The request depending on the type of nuclear waste, ins particular of its radiation intensity. In any case When choosing the final deposit, ensure that the post-decay heat of the nuclear waste is safely dissipated that the radiation exposure of the order is harmless and that no highly toxic substances can escape. Especially when disposing of fuel elements as nuclear waste, the a decay remaining before moving to an intermediate or final deposit phase can be provided in a water basin of the reactor, in order thus to obtain the Ra Dioactivity and heat development of the fuel assemblies initially for one Bring transport to an acceptable level.

Bei der Behandlung von nuklearem Abfall, insbesondere im Zusammenhang mit seiner Entsorgung, ist oftmals seine Verbringung in einen Behälter vorgesehen. Dabei kann es sich um einen Transportbehälter oder auch um einen Lagerbehäl ter handeln. Beispielsweise ist zur Behandlung abgebrannter Brennelemente nach der Abklingphase im Wasserbecken des Kernreaktors üblicherweise vorgesehen, die abgebrannten Brennelemente in spezielle Behälter, insbesondere Transport behälter, zu packen, die z. B. unter dem Namen "Castor" bekannt sind. Diese Be hälter dienen dem Transport der Brennelemente zu einem Zwischenlager, in dem die mit den Brennelementen gefüllten Behälter gelagert werden, bis der Brennstoff die Endlagerbedingungen erreicht.In the treatment of nuclear waste, especially related to its disposal, it is often intended to be placed in a container. This can be a transport container or a storage container act. For example, is used to treat spent fuel the decay phase is usually provided in the water basin of the nuclear reactor, the spent fuel in special containers, especially transport container to pack the z. B. are known under the name "Castor". This Be Containers are used to transport the fuel elements to an interim storage facility in which the containers filled with the fuel assemblies are stored until the fuel reached the repository conditions.

Ein solcher Behälter besitzt eine dicke Strahlenschutzhülle, beispielsweise aus auch als Sphäroguß bezeichnetem Gußeisen mit eingelagerten sphärischen Gra phit-Teilchen, um durch die Kombination von mechanischer Festigkeit und Dukti lität allen mechanischen Beanspruchungen auch in Unglücksfällen standzuhalten. Zur Sicherstellung eines zuverlässigen Strahlenschutzes sind dabei üblicherweise unter der äußeren Oberfläche, also im äußeren Randbereich der Strahlenschutz hülle, feste Moderatorstäbe, beispielsweise aus Polyethylen, eingelagert. Die beim radioaktiven Zerfall emitierten schnellen Neutronen werden dadurch weitgehend moderiert und reflektiert und anschließend im Eisen der Strahlenschutzhülle ab sorbiert. Im Inneren der Strahlenschutzhülle bilden Einlagen Fächer, in denen die einzelnen Brennelemente praktisch ohne größeres Spiel gehalten sind. Such a container has a thick radiation protection cover, for example made of also referred to as spheroidal graphite cast iron with embedded spherical gra phit particles to by combining mechanical strength and ductility to withstand all mechanical stress even in the event of an accident. To ensure reliable radiation protection are usually radiation protection under the outer surface, i.e. in the outer edge area envelope, solid moderator rods, for example made of polyethylene. The at radioactive decay emitted fast neutrons are largely moderated and reflected and then in the iron of the radiation protection cover sorbed. Inside the radiation protection cover, inserts form compartments in which the individual fuel elements are kept practically without major play.

Darüberhinaus sind für andere Abfallarten üblicherweise andere Behälter vorge sehen, die insbesondere an die zu erwartende radioaktive Belastung durch den jeweiligen Abfallstyp angepaßt sind. Dabei kommen insbesondere für schwach- und mittelaktive Abfälle Beton- oder Gußbehälter zum Einsatz. Bei der Beladung oder Beschickung dieser Behälter sind jedoch unbedingt die integral oder insge samt vorgegebenen Strahlungsgrenzwerte einzuhalten. Gerade bei der Entsor gung vergleichsweise hochradioaktiver Bauteile weisen derartige Behälter somit nur eine sehr begrenzte Aufnahmekapazität auf, so daß eine derartige Entsorgung vergleichsweise aufwendig und kostenintensiv ist.In addition, other containers are usually provided for other types of waste see that in particular to the expected radioactive pollution from the are adapted to each type of waste. Here especially for weak and intermediate-level waste concrete or cast containers. When loading or loading of these containers are absolutely integral or in total compliance with the specified radiation limit values. Especially when it comes to waste disposal Such comparatively highly radioactive components have such containers only a very limited absorption capacity, so that such disposal is comparatively complex and costly.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von nuklearem Abfall aus einer kerntechnischen Anlage anzugeben, mit dem bei vergleichsweise geringem Aufwand eine zuverlässige und sichere Entsorgung auch vergleichsweise hochradioaktiver Abfallelemente mit hoher Flexibilität er möglicht ist. Zudem soll ein zur Verwendung in diesem Verfahren besonders ge eigneter Transport- und/oder Lagerbehälter für nuklearen Abfall aus einer kern technischen Anlage angegeben werden.The invention is therefore based on the object of a method for treatment of nuclear waste from a nuclear facility, with which comparatively little effort reliable and safe disposal also comparatively highly radioactive waste elements with high flexibility is possible. In addition, a ge is particularly intended for use in this method suitable transport and / or storage container for nuclear waste from a core technical system.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem eine Anzahl von Brennelementen, insbesondere von abgebrannten Brennele menten, eines Kernreaktors zusammen mit einer Anzahl von entsorgungsbedürfti gen Einbauteilen der kerntechnischen Anlage in einen gemeinsamen Transport- und/oder Lagerbehälter verbracht wird.With regard to the method, this object is achieved according to the invention by a number of fuel elements, in particular spent fuel elements, a nuclear reactor along with a number of disposal needs built-in parts of the nuclear plant in a common transport and / or storage containers are moved.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß eine zuverlässige Entsor gung auch von hochradioaktiven Einbauteilen mit vergleichsweise geringem Auf wand sichergestellt sein kann, indem die Einbauteile in geeigneter Weise mit ebenfalls hochradioaktiven weiteren Abfallprodukten kombiniert werden. Dies ist in besonders günstiger Weise möglich, indem eine Kombination mit zu entsorgen den Brennelementen vorgesehen ist. Dabei kann insbesondere auf die bereits vorhandenen, vergleichsweise hohen Sicherheitsstandards bei der Entsorgung der Brennelemente zurückgegriffen werden, so daß auch die Entsorgung der Einbauteile besonders zuverlässig erfolgen kann. Zudem können insbesondere bei der Belegung der Behälter mit Brennelementen hinsichtlich der insgesamt zu be rücksichtigenden Strahlungsgrenzwerte vorhandene Kapazitätsreserven auf be sonders günstige und flexible Weise ausgenutzt werden, so daß eine derartige Kombination von besonderer Wirtschaftlichkeit ist.The invention is based on the consideration that a reliable disposal also of highly radioactive built-in parts with a comparatively low opening wall can be ensured by using the built-in parts in a suitable manner highly radioactive waste products can also be combined. This is in particularly conveniently possible by disposing of a combination with the fuel elements is provided. In particular, this can already be done existing, comparatively high safety standards for disposal the fuel elements can be used, so that the disposal of the built-in parts can take place particularly reliably. In addition, in particular the allocation of the containers with fuel assemblies with respect to the total taking into account radiation limit values available capacities on be be used particularly cheap and flexible way, so that such Combination of special economy.

Die Verwahrung der entsorgungsbedürftigen Einbauteile im gemeinsamen Trans port- und/oder Lagerbehälter kann dabei in speziell für die Einbauteile vorgesehe nen separaten Einbaufächern oder auch in geeignet gewählten, von den im Be hälter angeordneten Brennelementen belassenen Zwischenräumen erfolgen.The safekeeping of the installation parts requiring disposal in the common trans port and / or storage containers can be provided especially for the built-in parts NEN built-in compartments or in suitably chosen, of which in the Be gaps left in the fuel assembly.

Das Verfahren eignet sich im besonderen Maße für die Behandlung vergleichs weise hochaktiver oder hochaktivierter Bauteile. Vorteilhafterweise sind daher als entsorgungsbedürftige Einbauteile derartige hochaktivierte Bauteile mit einer Akti vität von beispielsweise mehr als 10¹² Bq/m³ vorgesehen. Dabei kann es sich ins besondere um Bauteile handeln, die im unmittelbaren Kernbereich des Kernreak tors und/oder im Neutronenfluß zum Einsatz gekommen sind, ohne selbst ur sprünglich radioaktiv gewesen zu sein. Dabei kommen beispielsweise Steuerstä be, Meßlanzen, Drosselkörper, Probenhalter und/oder Vergiftungsbleche in Be tracht. Alternativ oder zusätzlich können aber auch Neutronenquellen vorgesehen sein.The method is particularly suitable for the treatment of comparatively highly active or highly activated components. Advantageously, such highly activated components with an activity of, for example, more than 10 ¹² Bq / m ³ are therefore provided as built-in parts requiring disposal. In particular, these can be components which have been used in the immediate core area of the nuclear reactor and / or in the neutron flux without having originally been radioactive themselves. Here, for example, control rods, measuring lances, throttle bodies, sample holders and / or poisoning plates come into consideration. Alternatively or additionally, neutron sources can also be provided.

Um die im Hinblick auf eine sichere Entsorgung bei vernachlässigbarer Belastung der Umwelt zwingend einzuhaltenden Strahlungsgrenzwerte bei der Beschickung des Transport- und/oder Lagerbehälters sicher zu unterschreiten, wird vorteilhaf terweise die Zusammenstellung der zur Verbringung in den gemeinsamen Trans port- und/oder Lagerbehälter vorgesehenen Brennelemente und entsorgungsbe dürftigen Bauteile anhand einer kumulierten Analyse von die Brennelemente und die entsorgungsbedürftigen Bauteile charakterisierenden Kennwerten vorgenom men. Mit anderen Worten: zweckmäßigerweise wird zur Zusammenstellung der gesamten Beladung des Transport- und/oder Lagerbehälters, beispielsweise in der Art einer rechnerischen Simulation, zunächst das vorgesehene Gesamtpaket der einzelnen Abfallprodukte gebildet und sodann dessen insgesamt abgebene Strahlungs- und/oder Wärmeleistung ermittelt. Statt der singulären Auswertung einzelner Komponenten erfolgt somit die Auswertung des insgesamt vorgesehe nen Ladevolumens als ganzes, so daß ein besonders zuverlässiger Vergleich mit den einzuhaltenden Grenzwerten ermöglicht ist.In order to ensure safe disposal with negligible pollution radiation limits that must be observed in the environment during loading safe to fall below the transport and / or storage container is advantageous tally, the compilation of the trans port and / or storage containers provided fuel and disposal poor components based on a cumulative analysis of the fuel elements and the characteristic values characterizing the components requiring disposal men. In other words: the total loading of the transport and / or storage container, for example in the kind of a mathematical simulation, first of all the planned overall package of the individual waste products, and then the total amount released Radiation and / or heat output determined. Instead of the singular evaluation Individual components are thus evaluated as a whole NEN loading volume as a whole, so that a particularly reliable comparison with the limit values to be observed are made possible.

Hinsichtlich des Transport- und/oder Lagerbehälters wird die genannte Aufgabe gelöst, indem in dessen Innenraum eine Anzahl von ersten Fächern zur Aufnahme von Brennelementen eines Kernreaktors und eine Anzahl von zweiten Fächern zur Aufnahme von entsorgungsbedürftigen Einbauteilen der kerntechnischen Anlage vorgesehen sind.With regard to the transport and / or storage container, the task mentioned solved by adding a number of first compartments in its interior of fuel elements of a nuclear reactor and a number of second compartments Inclusion of built-in parts of the nuclear facility requiring disposal are provided.

Die zweiten Fächer können dabei hinsichtlich ihrer Dimensionierung in etwa an die zu entsorgenden Einbauteile angepaßt sein. Alternativ kommt jedoch auch eine Entsorgung der Einbauteile im verkleinerten Zustand, beispielsweise demontiert oder zerstückelt, in Betracht. Dies gilt insbesondere für vergleichsweise lang aus gebildete Einbauteile wie beispielsweise Meßlanzen oder Steuerstäbe, die auf grund ihrer Form vergleichsweise unhandlich sind.The second subjects can roughly match the dimensions of the be adapted to disposal components. Alternatively, there is one Disposal of the built-in parts in a reduced state, for example disassembled or dismembered. This is especially true for a comparatively long time formed built-in parts such as measuring lances or control rods on are relatively unwieldy due to their shape.

Für einen zuverlässigen Transport der Brennelemente, bei dem insbesondere die Gefahr eines Verrutschens und einer daraus folgenden Destabilisierung beson ders gering gehalten ist, sind die ersten Fächer vorteilhafterweise in ihrer Dimen sionierung jeweils an die Querschnittsabmessung eines Brennelements angepaßt.For a reliable transport of the fuel elements, in particular the Danger of slipping and a consequent destabilization is kept small, the first subjects are advantageously in their dimensions sionation adapted to the cross-sectional dimension of a fuel assembly.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Innenraum des Transport- und/oder Lagerbehälters von einer Strahlenschutzhülle umgeben. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die ersten und die zweiten Fächer jeweils von Einbauten ge bildet.In a further advantageous embodiment, the interior of the transport and / or Storage container surrounded by a radiation protection cover. Another more advantageous The first and second compartments are each of internals forms.

Zur Sicherstellung besonders hoher Sicherheitsstandards sind in besonders vor teilhafter Ausgestaltung die Einbauten und/oder die Strahlenschutzhülle mit einem Absorbermaterial versehen. Die Natur und Menge des Absorbermaterials kann dabei insbesondere so bemessen sein, daß die Absorption thermischer Neutro nen so hoch ist, daß selbst ein Transportbehälter, der nur Brennelemente mit frischem Brennstoff enthält und der aufgrund besonderer Umstände voll Wasser gelaufen ist, eine Reaktivität aufweist, die deutlich unterhalb der Kritikalitätsgrenze liegt. Als geeignetes Absorbermaterial kommt beispielsweise Hafnium in Betracht, das als Legierungsbestandteil eines metallischen Werkstoffs oder direkt als me tallischer Werkstoff eingesetzt sein kann. Ebenso kann Bor, beispielsweise als Legierungsbestandteil von Borstahl, oder eine Verbindung von Bor, beispielsweise Borcarbid, vorgesehen sein.To ensure particularly high security standards are in particular partial configuration of the internals and / or the radiation protection cover with a Provide absorber material. The nature and amount of the absorber material can in particular be such that the absorption of thermal neutrons NEN is so high that even a transport container that only contains fuel with fresh Contains fuel and, due to special circumstances, full of water has a reactivity that is well below the criticality limit lies. Hafnium, for example, is suitable as a suitable absorber material, that as an alloy component of a metallic material or directly as me metallic material can be used. Likewise, boron, for example as Alloy component of boron steel, or a compound of boron, for example Boron carbide can be provided.

Zur Vermeidung einer unerwünschten Aufheizung des Behälterinnenraums, bei spielsweise durch die Nachzerfallswärme der dort geführten Brennelemente, ist der Transport- und/oder Lagerbehälter vorteilhafterweise zur zuverlässigen Abfuhr eines vergleichsweise großen Wärmestroms aus seinem Innenraum in die Strah lenschutzhülle ausgelegt. Dazu weisen die Einbauten zweckmäßigerweise eine Hüllwand auf, die in flächigem Kontakt mit der Strahlenschutzhülle steht.To avoid undesired heating of the interior of the container for example, by the decay heat of the fuel elements carried there the transport and / or storage container advantageously for reliable removal a comparatively large heat flow from its interior into the beam protective cover. For this purpose, the internals expediently have one Cladding wall that is in flat contact with the radiation protection cover.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die gemeinsame und kombinierte Verbringung von vorzugsweise abgebrannten Brennelementen und vergleichsweise hochaktiven Einbauteilen der kerntechni schen Anlage in einen gemeinsamen, speziell für diesen Zweck ausgestalteten Transport- und/oder Lagerbehälter eine zuverlässige und flexible Behandlung der Einbauteile mit vergleichsweise geringem Aufwand ermöglicht ist. Durch die Kom bination von Brennelementen und Einbauteilen bei deren Entsorgung können so mit vorhandene Kapazitätsspielräume bei strikter Einhaltung sicherheitsrelevanter Grenzwerte auf besonders günstige Weise genutzt werden.The advantages achieved with the invention are in particular that the joint and combined shipments of preferably spent ones Fuel elements and comparatively highly active built-in parts from kerntechni system in a common, specially designed for this purpose Transport and / or storage containers a reliable and flexible treatment of the Installation parts is made possible with comparatively little effort. By the comm Combination of fuel assemblies and built-in parts during their disposal can with existing capacity in strict compliance with safety-relevant Limit values can be used in a particularly favorable manner.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zei gen:An embodiment is explained in more detail with reference to a drawing. In it gene:

Fig. 1 schematisch einen Transport- und/oder Lagerbehälter, Fig. 1 schematically illustrates a transport and / or storage container,

Fig. 2 schematisch einen Endbereich eines Brennelements in Seitenan sicht, und Fig. 2 shows schematically an end region of a fuel assembly in Seitenan view, and

Fig. 3 schematisch ein Brennelement in Aufsicht. Fig. 3 shows schematically a fuel assembly in supervision.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen. Der Transport und/oder Lagerbehälter 1 gemäß Fig. 1 ist zur Aufnahme von nu klearem Abfall aus einer kerntechnischen Anlage vorgesehen. Der mit nuklearem Abfall beladene Transport- und/oder Lagerbehälter 1 kann dabei zum Transport des Abfalls, also beispielsweise zur Verbringung des Abfalls von seinem Entste hungsort in eine Zwischenlager- oder Endlagerstätte oder auch zum Verbringen des Abfalls von der Zwischenlager- zur Endlagerstätte, zum Einsatz kommen. Al ternativ oder zusätzlich kann der Transport- und/oder Lagerbehälter 1 aber auch bei der Einlagerung des in ihm befindlichen Abfalls, beispielsweise als solcherma ßen gebildetes Gebinde, eingesetzt werden.Identical parts are provided with the same reference symbols in all figures. The transport and / or storage container 1 according to FIG. 1 is intended for receiving nuclear waste from a nuclear facility. The transport and / or storage container 1 loaded with nuclear waste can be used for transporting the waste, for example for moving the waste from its place of origin into an intermediate storage or final storage location or for moving the waste from the intermediate storage location to the final storage location come. Al ternatively or additionally, the transport and / or storage container 1 can also be used in the storage of the waste contained in it, for example as such a container formed.

Der Transport- und/oder Lagerbehälter 1 weist einen von einer Strahlenschutz hülle 2 umgebenen Innenraum 4 auf. Bei der Strahlenschutzhülle 2 handelt es sich um die übliche Strahlenschutzhülle eines Castor-Behälters oder eines ähnli chen Transportbehälters, wie er bereits für Transport und Zwischenlagerung von abgebrannten Brennelementen vorgesehen ist. Die Strahlenschutzhülle 2 weist dabei in nicht näher dargestellter Weise in ihrem äußeren Randbereich Bohrun gen auf, in die ein wirksamer Moderator für schnelle Neutronen eingesetzt ist. Im Ausführungsbeispiel ist dabei Polyethylen als Moderator vorgesehen; es kann je doch auch ein anderer geeigneter Moderator zum Einsatz kommen. Die in der Strahlenschutzhülle 2 vorgesehenen moderator-gefüllten Hohlräume wandeln ei nen großen Teil der vom im Transport- und/oder Lagerbehälter 1 befindlichen Abfall emitierten Neutronen in thermische Neutronen um, die anschließend im Material der Strahlenschutzhülle 2 absorbiert werden. Zur weiteren Verbesserung des Strahlenschutzes kann in der Strahlenschutzhülle 2 auch ein Absorber für schnelle Neutronen eingesetzt sein.The transport and / or storage container 1 comprises a case of a Radiation Protection 2 surrounded interior. 4 The radiation protection cover 2 is the usual radiation protection cover of a Castor container or a similar transport container, as is already provided for the transport and intermediate storage of spent fuel elements. The radiation protection cover 2 has holes in a manner not shown in its outer edge region, in which an effective moderator for fast neutrons is used. In the exemplary embodiment, polyethylene is provided as a moderator; however, another suitable moderator can also be used. The moderator-filled cavities provided in the radiation protection cover 2 convert a large part of the neutrons emitted by the waste located in the transport and / or storage container 1 into thermal neutrons, which are then absorbed in the material of the radiation protection cover 2 . To further improve radiation protection, an absorber for fast neutrons can also be used in the radiation protection shell 2 .

Im Innenraum 4 des Transport- und/oder Lagerbehälters 1 ist eine Anzahl von strukturell miteinander verbundenen Innenwänden 6 angeordnet, die gemeinsam Einbauten 8 des Transport- und/oder Lagerbehälters 1 bilden. Die Einbauten 8 sind dabei im Hinblick auf die gemäß der vorgesehenen Beladung des Transport- und/oder Lagerbehälters 1 zur erwartenden mechanischen Belastungen dimen sioniert. Desweiteren sind die Einbauten 8 zur Gewährleistung eines besonders hohen Sicherheitsstandards auch mit einem Absorbermaterial versehen. Im Aus führungsbeispiel ist dabei Bohrstahl vorgesehen, es kann aber auch ein anderes geeignetes Absorbermaterial wie beispielsweise Hafnium oder Borcarbid zum Ein satz kommen.A number of structurally interconnected inner walls 6 are arranged in the interior 4 of the transport and / or storage container 1 , which together form internals 8 of the transport and / or storage container 1 . The internals 8 are dimensioned with regard to the expected mechanical loads in accordance with the intended loading of the transport and / or storage container 1 . Furthermore, the internals 8 are also provided with an absorber material to ensure a particularly high safety standard. In the exemplary embodiment, drilling steel is provided, but another suitable absorber material such as hafnium or boron carbide can also be used.

Die Einbauten 8 weisen eine ihnen gemeinsame, den Innenraum 4 unmittelbar umschließende Hüllwand 10 auf, die an ihrer Außenseite unmittelbar in flächigem Kontakt mit der Strahlenschutzhülle 2 steht. Durch diese Anordnung ist sicherge stellt, daß über die Hüllwand 10 ein vergleichsweise großer Wärmefluß in die Strahlenschutzhülle 2 aufrechterhalten sein kann; somit ist eine zuverlässige Ab führung von im Innenraum 4 entstehender Wärme, beispielsweise in der Art einer Nachzerfallswärme, in die Strahlenschutzhülle 2 und von dieser in die Umgebung sichergestellt. Eine unerwünschte und verhältnismäßig hohe Aufheizung des In nenraums 4 ist somit sicher vermieden.The baffles 8 have a common to them, the inner space 4 immediately surrounding shell wall 10 that stands on its outer side directly in surface contact with the radiation protective sheath. 2 With this arrangement it is sicherge that a comparatively large heat flow can be maintained in the radiation protection cover 2 via the envelope wall 10 ; Thus, a reliable management of heat generated in the interior 4 , for example in the manner of post-decay heat, is ensured in the radiation protection cover 2 and from this into the environment. An undesirable and relatively high heating of the interior space 4 is thus safely avoided.

Die Einbauten 8 bilden im Innenraum 4 des Transport- und/oder Lagerbehälters 1 eine Art von Gerüst zur Aufnahme des zu behandelnden oder zu entsorgenden nuklearen Abfalls. Dabei ist der Transport- und/oder Lagerbehälter 1 für eine ge meinsame oder kombinierte Behandlung von, vorzugsweise abgebrannten, Bren nelementen aus einem Kernreaktor und von entsorgungsbedürftigen Einbauteilen einer kerntechnischen Anlage, insbesondere eines Kernreaktors, ausgelegt. Ge mäß dieser Auslegung bilden die Einbauten 8 ein Anzahl von ersten Fächern 12 und eine Anzahl von im Ausführungsbeispiel schraffiert dargestellten zweiten Fä chern 14. Jedes erste Fach 12 ist dabei jeweils zur Aufnahme eines Brennele ments aus einem Kernreaktor vorgesehen und dementsprechend hinsichtlich sei ner Dimensionierung an die Querschnittsabmessungen eines Brennelements an gepaßt. Die Abmessungen der ersten Fächer 12 sind dabei möglichst genau an die Außenabmessungen der Brennelemente angepaßt, so daß für die in die er sten Fächer 12 angebrachten Brennelemente in gewissem Maße eine räumliche Fixierung innerhalb des Innenraums 4 sichergestellt ist. The internals 8 form in the interior 4 of the transport and / or storage container 1 a type of scaffold for receiving the nuclear waste to be treated or disposed of. The transport and / or storage container 1 is designed for a common or combined treatment of, preferably burned, fuel elements from a nuclear reactor and installation parts of a nuclear facility, in particular a nuclear reactor, which require disposal. According to this design, the internals 8 form a number of first compartments 12 and a number of second compartments 14 shown hatched in the exemplary embodiment. Each first compartment 12 is in each case provided for receiving a fuel element from a nuclear reactor and is accordingly adapted to the cross-sectional dimensions of a fuel element with regard to its dimensions. The dimensions of the first compartments 12 are adapted as closely as possible to the outer dimensions of the fuel assemblies, so that to a certain extent spatial fixation within the interior 4 is ensured for the fuel assemblies 12 in which he is attached.

Die zweiten Fächer 14 sind zur Aufnahme von entsorgungsbedürftigen Einbautei len der kerntechnischen Anlage vorgesehen. Hinsichtlich ihrer Abmessungen sind die zweiten Fächer 14 dabei derart bemessen, daß unter Berücksichtigung einer notwendigen oder als günstig erachteten Wandstärke für die Innenwände 6 eine möglichst weitgehende oder vollständige Ausnutzung des Innenraums 4 ermög licht ist. Dementsprechend können die zweiten Fächer 14 vergleichsweise unre gelmäßige Querschnitte aufweisen.The second compartments 14 are provided for accommodating built-in parts of the nuclear facility. With regard to their dimensions, the second compartments 14 are dimensioned in such a way that, taking into account a necessary or deemed favorable wall thickness for the inner walls 6, the greatest possible or complete utilization of the interior 4 is made possible. Accordingly, the second compartments 14 can have comparatively irregular cross sections.

Der Transport- und/oder Lagerbehälter 1 ist zur Verwendung bei der Behandlung von nuklearem Abfall aus einer kerntechnischen Anlage vorgesehen. Bei dieser Behandlung kann es sich, beispielsweise im Vorfeld oder bei der Einleitung einer Entsorgung, um einen Transport oder auch um eine Einlagerung des Abfalls han deln. Dabei ist vorgesehen, den Transport- und/oder Lagerbehälter 1 in der Art einer kombinierten oder gemeinsamen Beschickung sowohl mit Brennelementen aus einem Kernreaktor in den ersten Fächern 12 als auch mit entsorgungsbedürf tigen Einbauteilen aus der kerntechnischen Anlage in den zweiten Fächern 14 zu beladen. Bei den entsorgungsbedürftigen Einbauteilen handelt es sich dabei ins besondere um sogenannte hochaktivierte Bauteile mit einer Aktivität von etwa mehr als 10¹² Bq/m³. Im Ausführungsbeispiel ist dabei die Behandlung von Steu erstäben, Meßlanzen, Drosselkörpern, Probenhaltern, Vergiftungsblechen und/oder Primär- oder Sekundärneutronenquellen als entsorgungsbedürftige Ein bauteile vorgesehen. Diese können in ihrer nach ihrer Außerbetriebnahme vorlie genden Form, also unverändert, oder auch in demontiertem oder zerkleinertem Zustand in den Transport- und/oder Lagerbehälter 1 verbracht werden.The transport and / or storage container 1 is intended for use in the treatment of nuclear waste from a nuclear facility. This treatment can involve transport or storage of the waste, for example in advance or when initiating disposal. It is provided to load the transport and / or storage container 1 in the manner of a combined or common loading both with fuel elements from a nuclear reactor in the first compartments 12 and with disposal parts from the nuclear facility in the second compartments 14 . The built-in parts requiring disposal are in particular so-called highly activated components with an activity of approximately more than 10 ¹² Bq / m ³ . In the exemplary embodiment, the treatment of control rods, measuring lances, throttle bodies, sample holders, poisoning plates and / or primary or secondary neutron sources is provided as components requiring disposal. These can be brought into the transport and / or storage container 1 in their form after their decommissioning, ie unchanged, or also in a disassembled or comminuted state.

Bei der Beladung des Transport- und/oder Lagerbehälters 1 wird zunächst die vorgesehene Beladung, also die vorgesehene Kombination aus Brennelementen und entsorgungsbedürftigen Einbauteilen, spezifiziert, wobei entsprechende, die jeweiligen Strahlungsintensitäten und eine möglicherweise abgegebene Wärme leistung charakterisierende Kennwerte ermittelt werden. Anhand dieser Kennwerte wird sodann in der Art einer Simulationsrechnung für die vorgesehene Gesamt anordnung aus Brennelementen und entsorgungsbedürftigen Einbauteilen, d. h. unter Berücksichtigung der vorgesehenen räumlichen Anordnung im Transport- und/oder Lagerbehälter 1, integral die insgesamt abgegebene Strahlen- und/oder Wärmebelastung ermittelt. Anhand der dabei gewonnenen Erkenntnisse wird festgestellt, ob als sicherheitsrelevant erkannte Grenzwerte mit Sicherheit unter schritten bleiben. Falls darauf erkannt wird, wird die Beladung des Transport- und/oder Lagerbehälters 1 in der vorgesehenen Weise freigegeben. Falls jedoch die Unterschreitung der vorgegebenen Grenzwerte nicht zweifelsfrei sichergestellt ist, wird die vorgesehenen Beladung des Transport- und/oder Lagerbehälters 1 entsprechend modifiziert.When loading the transport and / or storage container 1 , the intended loading, that is to say the intended combination of fuel assemblies and built-in components requiring disposal, is first specified, corresponding characteristic values, which characterize the respective radiation intensities and any heat output, are determined. Based on these parameters, the total radiation and / or heat exposure emitted is then determined integrally in the manner of a simulation calculation for the overall arrangement of fuel elements and built-in components requiring disposal, ie taking into account the intended spatial arrangement in the transport and / or storage container 1 . On the basis of the knowledge gained in the process, it is determined whether the threshold values identified as safety-relevant will surely remain below. If it is recognized, the loading of the transport and / or storage container 1 is released in the intended manner. If, however, it is not certain that the specified limit values are not undershot, the intended loading of the transport and / or storage container 1 is modified accordingly.

Nach der Freigabe einer vorgesehenen Beladung erfolgt die Beschickung des Transport- und/oder Lagerbehälters 1 mit den entsprechend vorgesehenen Ab fallprodukten. Dabei werden die vorgesehenen Brennelemente in die dafür aus gewählten ersten Fächer 12 verbracht, wobei sie aufgrund der entsprechend an gepaßten Abmessungen der ersten Fächer 12 auch eine zumindest annähernde räumliche Fixierung erfahren. Weiterhin werden die entsorgungsbedürftigen Ein bauteile in den Transport- und/oder Lagerbehälter 1 verbracht. Dabei ist grund sätzlich und in erster Linie eine Beschickung der zur Aufnahme der entsorgungs bedürftigen Einbauteile vorgesehenen zweiten Fächer 14 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch die Verbringung entsorgungsbedürftiger Einbau teile in eine Position in unmittelbarer Nähe von einem der Brennelemente vorge sehen sein, wie dies in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt ist.After the release of an intended load, the transport and / or storage container 1 is loaded with the correspondingly provided waste products. The fuel elements provided are placed in the first compartments 12 selected for this purpose, and due to the dimensions of the first compartments 12 correspondingly adapted, they also experience an at least approximate spatial fixation. Furthermore, the components requiring disposal are placed in the transport and / or storage container 1 . It is basically and primarily a loading of the second compartments 14 provided for receiving the installation parts requiring disposal. Alternatively or additionally, the shipment of installation-requiring installation parts can be seen in a position in the immediate vicinity of one of the fuel assemblies, as is shown schematically in FIGS . 2 and 3.

In Fig. 2 ist in Seitenansicht das obere Endstück eines Brennelements 20 ge zeigt. Das Brennelement 20 weist einen sogenannten Brennelementkopf 22 auf, in dem beispielsweise Manipulatoranschlüsse und auch mechanische Verstär kungselemente und Handhabungselemente angeordnet sind. Dementsprechend weist gerade der Brennelementkopf 22 eine Anzahl von Hohlräumen 24 auf. Je nach Art der entsorgungsbedürftigen Einbauteile können auch diese Hohlräume 24 mit entsprechendem Abfall beladen oder befüllt werden, wobei selbstverständ lich zuvor eine Analyse der daraus resultierenden Strahlungseigenschaften er folgt. In Fig. 2, the upper end piece of a fuel assembly 20 is shown in ge side view. The fuel assembly 20 has a so-called fuel assembly head 22 , in which, for example, manipulator connections and also mechanical reinforcement elements and handling elements are arranged. Accordingly, the fuel assembly head 22 has a number of cavities 24 . Depending on the type of built-in parts requiring disposal, these cavities 24 can also be loaded or filled with appropriate waste, an analysis of the radiation properties resulting therefrom naturally being carried out beforehand.

Ebenso können im eigentlichen Brennelement 20 vorhandene Hohlräume zur Aufnahme entsorgungsbedürftiger Einbauteile herangezogen werden. Beispiels weise umfaßt das Brennelement 20, wie in Fig. 3 in Aufsicht erkennbar, eine An zahl von Steuerstabführungsrohren 26. Gerade bei einer möglicherweise notwen dig werdenden Entsorgung von Steuerstäben oder Meßlanzen, die ihrer Natur nach eine langgestreckt ausgebildete Gestalt aufweisen, ist die Verbringung in ein Steuerstabführungsrohr 26 des Brennelements 20 vorgesehen. In diesem Fall erfolgt somit zunächst ein Einbringen eines zu entsorgenden Steuerstabs, bei spielsweise in ein Steuerstabführungsrohr 26 des Brennelements 20. Anschlie ßend wird dann das Brennelement 20 mit dem in ihm geführten entsorgungsbe dürftigen Steuerstab in das ihm zugeordnete erste Fach 12 der Transport- und/oder Lagerbehälters 1 verbracht. Likewise, cavities present in the actual fuel assembly 20 can be used to accommodate built-in parts requiring disposal. For example, the fuel assembly 20 , as seen in Fig. 3 in supervision, includes a number of control rod guide tubes 26th Just in case of possibly necessary disposal of control rods or measuring lances, which by their nature have an elongated shape, the movement into a control rod guide tube 26 of the fuel element 20 is provided. In this case, a control rod to be disposed of is first introduced, for example into a control rod guide tube 26 of the fuel assembly 20 . Subsequently, the fuel assembly 20 is then brought into the associated first compartment 12 of the transport and / or storage container 1 with the control rod contained in it.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Transport- und/oder Lagerbehälter
Transport and / or storage containers

22

Strahlenschutzhülle
Radiation Protection Case

44

Innenraum
inner space

66

Innenwand
inner wall

88th

Einbauten
fixtures

1010

Hüllwand
shell wall

1212

, .

1414

Fächern
subjects

2020

Brennelement
fuel element

2222

Brennelementkopf
Fuel element head

2424

Hohlraum
cavity

2626

Steuerstabführungsrohr
Control rod guide tube

Claims

1. A method for the treatment of nuclear waste from a nuclear installation, in which a number of fuel elements ( 20 ) of a nuclear reactor together with a number of installation parts of the nuclear installation requiring disposal are placed in a common transport and / or storage container ( 1 ).

2. The method according to claim 1, in which as built-in parts requiring disposal highly activated components, especially neutron sources, control rods, Measuring lances, throttle bodies, sample holders and / or poisoning plates, in front are seen.

3. The method according to claim 1 or 2, in which the combination of the fuel elements ( 29 ) and components requiring disposal to be disposed of in the common transport and / or storage container ( 1 ) with regard to a number of predefinable limit values based on a cumulative analysis of the fuel elements ( 20 ) and the characteristic values characterizing the parts requiring disposal.

4. Transport and / or storage container ( 1 ) for nuclear waste from a nuclear plant, in the interior ( 4 ) of which a number of first compartments ( 12 ) for receiving fuel elements ( 20 ) of a nuclear reactor and a number of second compartments ( 14 ) are provided for the incorporation of the nuclear installation in need of disposal.

5. Transport and / or storage container ( 1 ) according to claim 4, in which the first compartments ( 12 ) are each dimensioned to the cross-sectional dimensions of a fuel assembly ( 20 ) are adapted.

6. Transport and / or storage container ( 1 ) according to claim 4 or 5, the inner space ( 4 ) of which is surrounded by a radiation protection cover ( 2 ).

7. Transport and / or storage container ( 1 ) according to one of claims 4 to 6, wherein the first and the second compartments ( 12 , 14 ) are each formed by internals ( 8 ).

8. Transport and / or storage container ( 1 ) according to claim 7, the internals ( 8 ) of which comprise an absorber material.

9. Transport and / or storage container ( 1 ) according to claim 6 and according to claim 7 or 8, the internals ( 8 ) of which have an envelope wall ( 10 ) which is in flat contact with the radiation protection cover ( 2 ).