DE19748905A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer radioaktiven Abfallösung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10, das bzw. die eine Elek­ trolyse zur Behandlung einer wäßrigen, radioaktive Spaltprodukte enthaltenden Abfal­ lösung einsetzt. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, betrifft die Erfindung ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zur Behandlung einer alkalischen Lösung, die darüber hinaus organische Materialien enthält.

Die Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoff erzeugt einen Abfallfluß bzw. eine Strömung aus Abfallösung, der bzw. die eine große Vielfalt an Spaltprodukten enthält, und zwar überwiegend mit Ordnungszahlen zwischen 30 und 63, von denen viele radioaktiv sind. Der Abfallfluß kann ebenfalls organische Stoffe, wie beispielsweise Citrationen, Glucona­ tionen, Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder Nitrilotriessigsäure (NTA), enthalten und diese können Komplexe bzw. komplexe Verbindungen mit einigen der Spaltproduk­ tionen bilden. Verfahren, wie beispielsweise Ausflockung, Ultrafiltration und Ionen­ austausch, ermöglichen die Entfernung des Großteils des radioaktiven Materials aus der Abfallösung, aber die Elemente Technetium (Tc, Ordnungszahl 43) und Ruthenium (Ru, Ordnungszahl 44) bereiten besondere Probleme.

Ein Verfahren zur Entfernung von Technetium wird von Carlin (US 3 890 244) be­ schrieben, bei dem ein säurehaltiger Abfallfluß alkalisch gemacht wird, so daß viele Spaltprodukte ausfällen bzw. sich niederschlagen; die überschüssige bzw. obenauf schwimmende Flüssigkeit wird angesäuert und elektrolysiert bzw. elektrolytisch zersetzt, um auf der Kathode Technetium abzuscheiden. Ein anderes Verfahren wird von Carlin et al. (US 3 922 231) beschrieben, bei dem ein abgestandener, alkalischer Abfallflüssigkeits­ überschuß, der Ruthenium und Technetium (unter anderem) enthält, durch Anionen­ austausch behandelt wird, um diese Metalle zu entfernen; diese Metalle werden her­ ausgelöst, das Eluat wird angesäuert und elektrolysiert, um die Metalle auf der Kathode abzuscheiden. Es gibt jedoch viele schwerwiegende Abfälle, für die sich kein einziges dieser Verfahren als wirkungsvoll herausgestellt hat, möglicherweise wegen des Komplex­ bildungseffektes organischer Moleküle in Lösung.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung einer alkalischen, radioaktiven Abfallösung, die eine ganze Reihe von Spaltprodukten enthält, geschaffen, um Techneti­ um und/oder Ruthenium zu entfernen, wobei das Verfahren das Elektrolysieren der alkalischen Lösung unter Verwendung einer porösen, flüssigkeitsdurchlässigen Elektrode mit großer Oberfläche als Kathode umfaßt, so daß sich das Technetium und/oder das Ruthenium in einer unlöslichen Form niederschlägt.

Die Lösung besitzt einen pH-Wert von mehr als etwa 11, beispielsweise zwischen 11 und 14 oder zwischen 13 und 14. Die Kathode kann aus Kohlenstoff bestehen, beispielsweise aus einem Filz aus Kohlenstoffasern, oder vorzugsweise aus Blei, beispielsweise aus Bleiwolle.

Das Verfahren kann ebenfalls das Elektrolysieren der Lösung unter Verwendung einer Anode aus einem Material, das in einer alkalischen Lösung anodisch beständig ist, beispielsweise aus einem elektrisch leitenden, dotierten Diamant, umfassen, um in der Lösung vorhandene organische Stoffe zu oxidieren. Dies stellt sicher, daß keine organi­ schen Stoffe vorhanden sind, um Komplexe zu bilden. Wenn die organischen Stoffe bzw. Verbindungen aufgebrochen werden, werden Übergangsmetalle in die Lösung freigesetzt, die wegen des hohen pH-Werts Niederschläge aus Oxiden oder Hydroxiden bilden werden; es kann erwünscht sein, diesen Niederschlag von der restlichen Lösung zu trennen, beispielsweise durch Absetzenlassen oder durch Filtration, bevor die Lösung der Elektrolyse mit der flüssigkeitsdurchlässigen Kathode ausgesetzt wird. Folglich kann diese elektrolytische Oxidation als vorbereitender Schritt durchgeführt werden oder kann in der gleichen Zelle wie die elektrolytische Abscheidung von Technetium und/oder Ruthenium erfolgen.

Die poröse Kathode kann planar oder röhrenförmig sein, wie beispielsweise in GB 1 598 306 (Kodak) oder in WO 95/07375 (EA Technology) beschrieben. Die Lösung kann dazu gebracht werden, durch die poröse Kathode zu strömen, beispielsweise in Radialrichtung nach innen oder nach außen, falls sie röhrenförmig ausgebildet ist. Es kann von Vorteil sein, ganz in der Nähe der Kathode eine Anode (oder zwei Anoden auf gegenüberliegenden Seiten der Kathode) vorzusehen, beispielsweise aus Platin, so daß die Lösung rasch von einer oxidierenden Umgebung in der Nähe der Anode zu einer reduzie­ renden Umgebung in der Nähe der Kathode gelangt. Die Spannungen überschreiten vorzugsweise nicht die Spannungsgrenzwerte für eine Sauerstoff- und Wasserstoffentwick­ lung. In diesem Fall wird sich Ruthenium als Ruthenium(IV)-Oxid niederschlagen, und zwar in einer ähnlichen Art und Weise wie in GB 2 208 518 B beschrieben. In ähnlicher Weise kann sich Technetium entweder als Technetium(VI)-Oxid oder -Hydroxid oder als metallisches Technetium niederschlagen, obwohl der Grund für den Niederschlag auf einer Bleikathode unklar ist. Für den Fall, daß nur Technetium abgeschieden werden soll, werden nur die Kathodenreaktionen benötigt, so daß eine unterteilte Zelle verwendet werden kann.

Man wird Verständnis dafür haben, daß solche radioaktiven Abfallösungen eine große Vielzahl von verschiedenen Ionen enthalten, von denen viele radioaktiv sein können. Typischerweise können diese bis zu etwa 10 M an Natriumsalzen enthalten, beispiels­ weise etwa 4 oder 5 molare NaNO₃, und auch Cäsium- und Strontiumionen sowie Übergangsmetalle, wie beispielsweise Kupfer, Chrom oder Eisen, enthalten, von denen einige in Form von sauerstoffhaltigen Anionen, wie beispielsweise Chromat, vorliegen können, sowie Edelmetallionen, wie beispielsweise Platin und Rhodium ebenso wie Ruthenium und Technetium. Die Prozesse, die während der Elektrolyse auftreten, sind zwangsläufig kompliziert, und zwar wegen der großen Vielfalt von Ionen, die vorliegen, von denen viele in die gewünschte Abscheidung eingreifen können.

Eine Vielzahl von Materialien ist für die Anode, die zur Oxidation organischer Stoffe verwendet wird, geeignet, z. B. kann ein Metallsubstrat, wie beispielsweise Titan, mit Platin, Iridiumoxid, dotiertem Zinnoxid oder Lanthancobaltat, -nickelat oder -manganat beschichtet sein. Diamant kann ebenfalls verwendet werden, wobei der Diamant vorzugs­ weise in Form einer Schicht ausgebildet ist, die durch chemische Abscheidung in der Dampfphase (CVD) gebildet wird, und beispielsweise mit Bor dotiert ist, um eine ausreichende Leitfähigkeit zu erzielen. Die Verwendung einer solchen Elektrode wird in US 5 399 247 (Eastman Kodak/Carey et al.) beschrieben. Die Diamantschicht weist typischerweise eine Stärke zwischen etwa 3 µm und 1 mm und vorzugsweise zwischen etwa 10 µm und 100 µm auf. Sie bildet eine Beschichtung auf einem Substrat aus, die sowohl für eine mechanische Auflage als auch für einen guten elektrischen Kontakt zur Schicht sorgt. Das Substrat kann aus Silizium oder einem Metall, wie beispielsweise Titan, Tantal oder Zirkon bestehen, von dem man annimmt, daß es eine Grenzschicht aus Carbid zwischen dem Substrat und der Schicht ausbildet, welche eine Adhäsion sicher­ stellt. Im Einsatz liegt die Stromdichte typischerweise im Bereich von etwa 10 mA/cm² bis 1 A/cm², beispielsweise etwa 0,1 oder 0,2 A/cm², und der Widerstand der Elektrode sollte niedrig genug sein, so daß wenig Energie in Form von Joulscher Wärme in der Elektrode verlorengeht.

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Anlage zum Entfernen von Technetium und Ruthenium aus einem radioaktiven Abfallfluß zeigt;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Elektrolysezelle zum Einsatz in der in Fig. 1 gezeigten Anlage zeigt;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren alternativen Elektrolysezelle zum Einsatz in der in Fig. 1 gezeigten Anlage zeigt; und

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Anlage zum Entfernen von Technetium aus einem radioaktiven Abfallfluß zeigt.

In Fig. 1 ist eine Anlage 10 zur Behandlung eines radioaktiven Abfallflusses 12 zum Entfernen von Technetium und Ruthenium gezeigt. Der Abfallfluß weist in diesem Beispiel einen pH-Wert von etwa 13 auf und umfaßt etwa 5 M Natriumnitrat sowie eine große Vielzahl von anderen Metallionen und organischen Verbindungen, wie beispiels­ weise EDTA und Citrationen, die mit Übergangsmetallen Komplexverbindungen einge­ hen.

Der Abfallfluß 12 wird über einen mit einem Ventil versehenen Einlaß 14 einer Umwälz­ schleife bzw. einem Umwälzkreislauf 15 zugeführt, die bzw. der eine unterteilte Zelle 16 und einen Absetzbehälter 18 sowie zwei Umwälzpumpen 20 umfaßt. Die Zelle 16 ist über eine für Anionen selektive Membran 22 in einen Kathodenteilraum bzw. -kompartiment, der eine mit Platin überzogene Titanelektrode 24 enthält, und einen Anodenteilraum unterteilt, der eine elektrisch leitende, mit Bor dotierte Diamantelektrode 26 auf einem Siliziumsubstrat enthält. Eine elektrische Spannungsversorgung (nicht dargestellt) ist mit den Kontakten der Elektroden 24 und 26 verbunden, so daß die Diamantelektrode 26 die Anode darstellt, so daß im Betrieb ein elektrischer Strom von etwa 100 mA/cm² von der Elektrode 26 durch die Zelle geleitet wird. Das Substrat der Elektrode 26 ist mit einem elektrisch isolierenden Lack beschichtet, so daß nur die Diamantoberfläche der Flüssigkeit ausgesetzt ist. Eine Natriumhydroxidlösung wird dem Kathodenteilraum zugeführt, während der Abfallfluß 12 durch den Anodenteilraum der Zelle 16 strömt.

Während die Abfallösung 12 durch die Zelle 16 geführt wird, beträgt die zwischen den Elektroden 24 und 26 angelegte Spannung etwa 5 oder 6 V und die organischen Stoffe bzw. Verbindungen werden oxidiert und aufgebrochen bzw. abgebaut. Komplexierte Übergangsmetalle werden in die Lösung hinein freigegeben und schlagen sich als Oxid- oder Hydroxidflocken nieder. Die Flüssigkeit wird zum Absetzbehälter 18 gepumpt, in dem die Flocken zu einer Aussedimentierung neigen; ein Auslaßventil 30 ermöglicht die Entnahme der abgesetzten Flocken. Überstehende Flüssigkeit aus der Umgebung des oberen Endes des Behälters 18 wird über die Pumpe 20 zu der Zelle 16 zurückgepumpt.

Ein mit einem Ventil versehener Auslaßanschluß 32 nahe dem oberen Ende des Behälters 18 ermöglicht den Transfer der überstehenden Flüssigkeit zu einer zweiten Umwälz­ schleife 33 einschließlich einer Pumpe 34 und einer Elektrolysezelle 35. Eine mit einem Ventil versehene Auslaßröhre 38 ermöglicht die Entnahme der behandelten Flüssigkeit aus dem Kreislauf 33. Die Zelle 35 weist einen zentralen Kathodenteilraum mit einer gelochten Elektrode 40 aus mit Platin überzogenem Titan auf, die als Schicht zwischen zwei Schichten 42 aus Kohlenstoffaserfilz mit einer Stärke von jeweils etwa 10 mm angeordnet ist, mit einem Nylonsiebträger 44 an der äußeren Oberfläche von jeder Filzschicht 42. Auf jeder Seite dieses zentralen Bereichs befindet sich ein Anoden­ teilraum, in dem sich eine mit Platin überzogene bzw. platinisierte Titanelektrode 46 befindet, und eine Spannungsversorgung (nicht dargestellt) ist mit den Elektroden 40 und 46 verbunden, so daß die erstgenannte Elektrode eine Kathode darstellt und die zuletzt genannten Elektroden Anoden darstellen. Die Einlaß- und Auslaßanschlüsse 47, 48 der Zelle 35 stehen mit Anodenteilräumen an gegenüberliegenden Seiten des zentralen Kathodenteilraums in Verbindung, so daß die radioaktive Flüssigkeit durch die zwei Filzschichten 42 strömt.

Im Betrieb wird die Flüssigkeit rasch im Kreislauf 33 umgewälzt und durch die Zelle 35 gepumpt, so daß die Strömungsgeschwindigkeit durch die Filzschichten 42 etwa zwischen 0,25 m/s und 1,5 m/s liegt. Die Spannungsdifferenz zwischen den Zellenelektroden 40 und 46 ist vorzugsweise so eingestellt, daß keine Gase durch Elektrolyse erzeugt werden, obwohl in einigen Fällen Gase an der einen oder anderen Elektrode freigesetzt werden können. Die Spannungsversorgung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß sie eine konstante Spannung bereithält; und die Spannung der Kathode 40, 42 beträgt vorzugsweise etwa 1,0 V relativ zu einer Kalomelelektrode bzw. Elektrode aus Quecksilber(I)-Chlorid. Technetium wird als Feststoff in der Filzelektrode 42 abgeschieden, möglicherweise in Form eines Gemisches aus Hydroxid und Oxid. Ruthenium kann ebenfalls unmittelbar auf den Kathodenschichten abgeschieden werden, aber häufiger liegt es anfänglich in Form des Nitrosokomplexes Ru(NO)³⁺ vor, der sich keiner Elektrolyse an der Kathode unter­ zieht. In diesem Fall werden die Komplexionen zuerst an der Anode 46 zu RuO₄ oxidiert; diese Verbindung verbleibt in Lösung, bis sie die Kathodenfilzschichten 42 erreicht, wo sie elektrochemisch zu RuO₂ . nH₂O reduziert wird, was einen schwarzen Feststoffnieder­ schlag darstellt.

In Fig. 2 wird eine Modifikation der Zelle 35 aus Fig. 1 gezeigt, die geeignet zum Einsatz ist, wenn keine Rutheniumkomplexe vorliegen. Die Zelle 50 aus Fig. 2 besitzt zwei Anodenteilräume, die Elektroden 46 enthalten, und zwar auf jeder Seite eines zentralen Kathodenteilraumes, wobei eine Elektrodenschicht 40 zwischen zwei Schichten 42 aus Kohlenstoffilz angeordnet ist; diese Zelle unterscheidet sich von der Zelle 35 dahingehend, daß die Nylonsiebträger 44 durch für Kationen selektive Membranen 54 ersetzt werden. Eine Natriumhydroxidlösung wird durch die zwei Anodenteilräume gepumpt, wohingegen der Kreislauf 33 nur mit den Anschlüssen an gegenüberliegenden Enden des Kathodenteilraumes verbunden ist. Die Zelle 50 arbeitet in der gleichen Art und Weise wie die Zelle 35, was das Technetium anbelangt, welches folglich in den Filzschichten abgeschieden wird.

Die Zellen 35 und 50 besitzen jeweils einen Anodenteilraum auf jeder Seite eines Katho­ denteilraumes. Alternativ dazu, wie in Fig. 3 gezeigt, besitzt eine Zelle 60, die in dem Kreislauf 33 eingesetzt werden kann, eine einzige Anode 46 sowie eine Kathode 40 mit einer einzigen Schicht 42 aus Kohlenstoffilz. Der Anodenteilraum ist vom Kathoden­ teilraum über eine für Kationen selektive Membran 54 getrennt. Genau wie bei der Zelle 50 aus Fig. 2 wird ein Elektrolyt, wie beispielsweise Natriumhydroxidlösung, durch den Anodenteilraum gepumpt, während die Flüssigkeit im Kreislauf 33 durch den Kathoden­ teilraum gepumpt wird.

In Fig. 4 ist eine Zelle 65 zum Entfernen von Technetium aus einem radioaktiven Abfallfluß 68 gezeigt. Die Zelle 65 stellt eine unterteilte Zelle dar, mit einer für Anionen selektiven Membran 66, die diese in einen Anodenteilraum, in dem sich eine Diamante­ lektrode 26 befindet, und einen Kathodenteilraum unterteilt, indem sich eine Schicht 42 aus Kohlenstoffaserfilz auf einer mit Platin überzogenen Titanelektrode 40 befindet. Die radioaktive Abfallösung 68 wird einem Ende des Anodenteilraumes zugeführt und behandelte Lösung 69 tritt von diesem Ende des Kathodenteilraumes aus; eine Röhre 70 verbindet die Anoden- und Kathodenteilräume an dem anderen Endbereich. Die Elek­ troden 26 und 40 sind mit einer geeigneten Spannungsversorgung (nicht dargestellt) verbunden und die Anordnung ist so ausgelegt, daß die Stromdichte an der Anode 26 etwa 200 mA/cm² beträgt und daß die Spannung der Kathode 40, wie zuvor diskutiert wurde, vorzugsweise so gewählt ist, daß keine Gasentwicklung auftritt.

Während im Betrieb der Abfallfluß 68 an der Anode 26 entlangströmt, werden die darin enthaltenen organischen Stoffe bzw. Verbindungen oxidiert und aufgebrochen bzw. abgebaut. Dies zerstört die Komplexbildner. Wenn die Strömung dann durch den Katho­ denteilraum strömt, wird jegliches Technetium auf dem Kohlenstoffilz abgeschieden werden. Man wird erkennen, daß auch Ruthenium in gleicher Weise abgeschieden werden kann, wie zuvor diskutiert wurde, wobei der Nitrosokomplex an der Anode 26 oxidiert und dann an der Kathode reduziert wird, solange nicht der Strömungsweg (die Röhre 70) so lang ist, daß sich der Nitrosokomplex zurückbildet. Man wird auch erken­ nen, daß die Zelle 65 ungeeignet ist, falls die Abfallströmung 68 große Mengen von komplexierten Übergangsmetallen enthält, weil diese eine Flockung bilden werden, wenn die organischen Stoffe oxidiert werden, was leicht zu einer Verstopfung der Poren in dem Kohlenstoffilz 42 führen würde. Genau wie bei der Vorrichtung aus Fig. 1, kann die Strömung 68 in der Zelle 65 mehrere Male wieder umgewälzt werden, bevor sie abgelas­ sen wird.

Man wird verstehen, daß die zuvor beschriebenen Vorrichtungen auf eine Vielzahl von Arten modifiziert werden können, während sie dennoch innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung bleiben werden. Beispielsweise könnten die Kohlenstoffilz­ schichten 42 durch eine integrale faserhaltige Struktur ersetzt werden, die Kohlenstoffa­ sern umfaßt, die an ihren Berührungsstellen miteinander verbunden bzw. verklebt sind; solch eine Struktur kann aus in Kohlenstoff umwandelbaren Fasern mit Hilfe eines latenten Lösungsmittels hergestellt werden, d. h. mit Hilfe eines Lösungsmittels, das die Fasern nur löst, wenn es aktiviert wird, beispielsweise wenn die Temperatur erhöht wird, wie in GB 1 600 253 beschrieben. Dies sorgt für ein gleichmäßigeres elektrisches Potential über die ganze Schicht, weil es einen besseren elektrischen Kontakt zwischen den Fasern sicherstellt.

Die Diamantelektroden 26, die zur anodischen Oxidation von organischen Stoffen bzw. Verbindungen in den Zellen 16 und 65 verwendet werden, können durch Elektroden aus einem anderen Material ersetzt werden, das unter diesen elektrochemischen Bedingungen beständig ist. Ein solches Material stellt platinisiertes bzw. mit Platin überzogenes Titan dar. Die Filzschichten 42 aus Kohlenstoffaser können auch durch poröse Schichten aus einem anderen Material ersetzt werden. In der Tat hat man herausgefunden, daß, falls der Abfallfluß 12 Chromionen in Form von Chromatanionen enthält, die Abscheidung von Technetium auf den kathodischen Kohlenstoffaserfilzschichten 42 (in den Zellen 35, 50, 60 oder 65) sehr erheblich beeinträchtigt wird. Dies ist auch für poröse Kathoden aus einigen anderen Materialien der Fall, wie beispielsweise Zinn, Nickel, Titan oder Kupfer. Falls jedoch die Kohlenstoffaserschichten 42 durch permeable Schichten aus Bleiwolle ersetzt werden, ist die Abscheidung von Technetium wirkungsvoll. Beispielsweise gab es bei einem Abfallfluß, der sowohl organische Stoffe als auch Chromationen enthielt, keine Abscheidung von Technetium auf eine Kathode aus Kohlenstoffilz; mit einer Kathode aus Bleiwolle erreichte man für Technetium einen Dekontaminationsfaktor (DF) von etwa 5, und zwar sogar ohne eine erste Oxidation der organischen Stoffe; und falls die Vor­ oxidation der organischen Stoffe durchgeführt wurde, betrug der Dekontaminationsfaktor für Technetium dann etwa zwischen 100 und 200.

Man sollte sich auch bewußt sein, daß die Zellen 16 und 35, 50, 60 und 65 in einer Konstantstrombetriebsart oder mit einer konstanten Zellenspannung oder mit einem konstanten Potential einer Elektrode relativ zu einer Referenzelektrode betrieben werden können. Die Zelle 65 aus Fig. 4, ohne die Röhre 70, könnte anstelle der beiden Zellen 16 und 35 gemäß Fig. 1 verwendet werden, indem der Abfallfluß 12 zunächst über einen Kreislauf 15 durch den Anodenteilraum der Zelle 65 gewälzt wird und anschließend der oxidierte Abfallfluß 33 durch den Kathodenteilraum der Zelle 65. Eine Alternative zur Zelle 65 gemäß Fig. 4, die geeignet zum Einsatz bei vergleichbaren Abfallflüssen ist, ähnelt der Zelle 35 aus Fig. 1, mit der Ausnahme, daß die Anoden 46 beide durch Diamantanoden 26 ersetzt werden. Ein unbehandelter Abfallfluß 68 wird einem Anoden­ teilraum zugeführt und strömt dann durch die Siebträger 44 und den zentralen Kathoden­ teilraum 42, 40 zu dem anderen Anodenteilraum; der Abfallfluß kann wieder umgewälzt werden.

Die große Oberfläche der faserhaltigen Kathodenschicht, sei sie aus Kohlenstoff oder aus Blei, enthält Technetium in fester Form (was Metall, ein Oxid oder ein unlösliches Salz darstellen kann). Das Technetium kann aus der Schicht beispielsweise durch Lösen in eine verdünnte Salpetersäure hinein entfernt werden. Falls der Abfallfluß 12 Chromatio­ nen enthalten hatte und die Abscheidung auf Bleiwolle erfolgt ist, wird die Lösung, die man mit verdünnter Salpetersäure erhält, Pertechnetationen, Bleiionen und Chromionen enthalten. Diese Lösung wird vorzugsweise anschließend einer Elektrodialyse ausgesetzt, indem diese einem zentralen Bereich zugeführt wird, der durch eine für Anionen selektive Membran von einem Anodenteilraum getrennt ist und durch eine für Kationen selektive Membran von einem Kathodenteilraum, so daß Blei- und Chromionen in den Kathoden­ teilraum gelangen, während die Pertechnetationen in den Anodenteilraum gelangen.

Die Auflösung in eine Salpetersäure hinein kann durch das Anlegen eines Anodenpotenti­ als oder durch Verwendung eines geeigneten Oxidationsmittels, wie beispielsweise Wasserstoffperoxid, unterstützt werden. Falls jedoch Chrom vorliegt, ist dies nicht ratsam, weil Chromationen erzeugt würden, die nicht durch Elektrodialyse von den Pertechnetationen getrennt werden können.

Zusammenfassend ist ein Verfahren zur Behandlung einer radioaktiven Abfallösung geschaffen worden. Dabei besitzt eine Strömung aus radioaktiver Abfallösung (12) einen hohen pH-Wert und enthält eine Vielzahl von verschiedenen Spaltprodukten und von organischen Stoffen, die als Komplexbildner wirken. Technetium und/oder Ruthenium werden entfernt, indem zunächst die organischen Stoffe bzw. Verbindungen an einer anodisch beständigen Anode (26) oxidiert werden und dann das Technetium und/oder Ruthenium an einer porösen, flüssigkeitsdurchlässigen Kathode (42) elektrolytisch reduziert werden. Die Kathode (42) kann beispielsweise aus Bleiwolle bestehen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Behandlung einer radioaktiven Abfallösung, die eine Vielzahl von Spaltprodukten enthält, um Technetium und/oder Ruthenium zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung bei einem alkalischen pH-Wert unter Verwendung einer porösen, flüssigkeitsdurchlässigen Elektrode (42) mit großer Oberfläche als Kathode elektrolysiert wird, so daß sich das Technetium und/oder Ruthenium in einer unlöslichen Form abscheidet bzw. niederschlägt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kathode Blei umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Lösung außerdem unter Verwendung einer Anode (26) aus einem Material, das in einer alkalischen Lösung anodisch beständig ist, elektrolysiert wird, um so die in der Lösung vorhandenen organi­ schen Stoffe bzw. Verbindungen zu oxidieren, bevor sie mit der Kathode (42) mit großer Oberfläche elektrolysiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem außerdem ein Niederschlag von der alka­ lischen Lösung getrennt wird, und zwar nach der anodischen Oxidation und vor der Elektrolyse mit der Kathode mit großer Oberfläche.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Trennung des Niederschlags vorgenom­ men wird, indem man den Niederschlag absetzen läßt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem außerdem die Lösung unter Verwendung einer Anode (26) aus einem Material, das in einer alkalischen Lösung anodisch beständig ist, elektrolysiert wird, um so die in der Lösung vorliegenden organi­ schen Stoffe bzw. Verbindungen zu oxidieren, und zwar in der gleichen Zelle (65), in der die Lösung mit der Kathode (42) mit großer Oberfläche elektrolysiert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kathode (42) mit großer Oberfläche sich genügend nahe an zumindest einer Anode (46) befindet, damit die Lösung rasch von einer oxidierenden Umgebung in der Nähe der Anode (46) zu einer reduzierenden Umgebung in der Nähe der Kathode (42) gelangt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Kathode (42) mit großer Oberfläche durch eine für Ionen selektive Membran (54) von einer Anode (46) getrennt ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das die nachfolgenden Schritte umfaßt, daß das Technetium von der Kathode mit großer Oberfläche gelöst wird und daß die resultierende Lösung einer Elektrodialyse unterzogen wird, um Pertechneta­ tionen von jeglichen Kationen zu trennen.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.