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DE2549195A1 - Verfahren, um verbrauchte, kornfoermige, organische ionenaustauschmasse in zement einzubetten - Google Patents

Verfahren, um verbrauchte, kornfoermige, organische ionenaustauschmasse in zement einzubetten

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Publication number
DE2549195A1
DE2549195A1 DE19752549195 DE2549195A DE2549195A1 DE 2549195 A1 DE2549195 A1 DE 2549195A1 DE 19752549195 DE19752549195 DE 19752549195 DE 2549195 A DE2549195 A DE 2549195A DE 2549195 A1 DE2549195 A1 DE 2549195A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water
ability
cement
substance
ion exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19752549195
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Dipl Ing Christensen
Peter Dipl Ing Fejes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Sweden AB
Original Assignee
ASEA Atom AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE7413880A external-priority patent/SE387190B/xx
Priority claimed from SE7511237A external-priority patent/SE404455B/xx
Application filed by ASEA Atom AB filed Critical ASEA Atom AB
Publication of DE2549195A1 publication Critical patent/DE2549195A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • G21F9/301Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/302Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix
    • G21F9/304Cement or cement-like matrix
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/34Disposal of solid waste

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

AKTIEBOLAGET ASEA-ATOM Västeräs
Verfahren, um verbrauchte, komförmige, organische Ionenauatauschcasse in Zement einzubetten
In Kernreaktoranlagen werden ionogene Verunreinigungen des Wassers im Primärkreis des Reaktors normalerweise mit Hilfe von Ionenaustauschfiltern, die organische Ionenaustauschmasse enthalten, entfernt. Auch das Wasser im Kondensatreinigungskreis und in der Abfluß leitung wird normalerweise einer Reinigung in Ionenaustauschfiltern derselben Art unterzogen. Nachdem die Ionenaustauschmasse eine Zeit angewendet wurde, ist sie verbraucht und muß durch neue ersetzt werden. Die verbrauchte Ionenaustauschmasse ist radioaktiv, weshalb sie unter sicheren Verhältnissen verwahrt werden muß.
Eine bekannte Art, Ionenaustauschmasse, die sehr wasserhaltig ist, aufzubewahren ist, dieselbe in Aufbewahrungsbehältern (meistens kubikmetergroße Betonkokillen) mit Zement zu mischen. Der Zement erstarrt dann unter Aufnahme von Wasser. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der auf diese Weise erhaltene Zementblock seine Haltbarkeit verliert und zerspringt, nachdem er eine Zeit aufbewahrt wurde. Teilweise kann er auch in kleinere Teile zerbröckeln.
Es hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, den oben beschriebenen unakzeptablen Verlauf dadurch zu eliminieren, daß man der Mischung aus Ionenaustauschmasse und Zenent gemäß der Erfindung einen Stoff beimischt, der die Fähigkeit hat, das Eindringen von Wasser zu den Körnern der Ionenaustauschmasse, nachdem der Zement erstarrt ist, zu blockieren.
60981 9/0963
254919S
- Z - KN 4798
Die vorliegende Erfindung bezieht sich genauer gesagt auf ein Verfahren, um verbrauchte organische Ionenaustauschmasse von einem Reinigungskreis in einer
Kernreaktoranlage in Zement einzubetten, wobei Partikel der Ionenaustauschmasse mit Zement vermischt werden und der Zement der Mischung in einem Behälter, wie z.B. in einer Betonkokille, zum Erstarren gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu den Körnern der Ionenaustauschmasse in dem erstarrten Produkt zu blockieren, in die Mischung inkorporiert wird, bevor diese erstarrt.
Eine denkbare Erklärung für das gute Resultat, das man gemäß der Erfindung erhält, kann folgende sein:
Die Wasseraufnahme des Zementes, die während der Erstarrung des Zements erfolgt, geschieht teilweise von in die Körner der Ionenaustauschnasse eingehendem Wasser. Da die Körner dazu neigen, Wasser zurückzubehalten, kann man sagen, daß die Körner und der Zement um das um sie herua zugängliche Wasser konkurrieren. Das Endresultat wird, daß während der Erstarrung des Zements exne gewisse Austrocknung der Körner geschieht. Die lonenaustauschkörner neigen daher nach dem Erstarren des Zements dazu, Wasser aufzunehmen. Eine solche Wasseraufnahme kann via die erstarrte Zementmasse durch Diffusionsverläufe geschehen, wobei eine Wiederv-erteilung des Wassers in der Masse selbst sowie eine Wasseraufnahme von außen stattfindet. Bei der Wasseraufnahme schwellen die Körner der Ionenaustauschmasse, was zu dem anfangs beschriebenen, unzufriedenatellendan Resultat führen kann. Wenn ein Stoff mit den oben beschriebenen Eigenschaften in die Mischung aus Zement und Ionenaustauschmasse inkorporiert wird, wird das Eindringen von Wasser zu den Ionenaustauschkörnern verhindert und der Zementblock bleibt intakt.
Die Ionenaustauschmassen, die in ReinigungskreiBen für Kernreaktoranlagen verwendet werden, sind meistens eine Polynerart, z.B. eine Styrol-Divinylbenzolart, die Körner mit stark sauren Gruppen enthält, wie z.B. Sulfonsäuregruppen und Körner mit stark basischen Gruppen, wie z.B. quartäre Ammoniumgruppen. Der Ionenaustauscher hat eine wasserdurchlässige Polymer struktur.
Der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu blockieren, wird vorzugsweisi in Wasser dispergiert oder aufgelöst zugesetzt. Auch ist es möglich sein, eine Lösung oder Dispersion des Stoffes in einer anderen Flüssigkeit als Wasser, die mit Wasser verdünnt werden kann, wie beispielsweise Äthanol, anzuwenden.
609819/0963
- 5 - KN 4798
254919B
Der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu blockieren, kann u.a.
ein Polymermaterial, wie Polyvinylpropionat oder ein anderes lineares Polymer, wie z.B. Polyvinylazetat oder Polyvinylbutyral oder ein Epoxyharz oder ein anderes Polymer mit der Fähigkeit, Vernetzungsreaktionen durchzumachen, wie z.B.
ein Phenol-Formaldehydharz, oder ein Silikon sein. Das Epoxyharz kann dabei beispielsweise aus Bisphenol A aufgebaut und mit einem Polyamin härtbar sowie in Wasser dispergierbar sein. Ferner kann der Stoff ein Alkalisilikat, wie Wasserglas, ein organisches hydroIysierbares Silikat, wie Tetraäthylsilikat, sowie ein monomeres organisches Ester von höheren Fettsäuren, wie z.B. ein Ester von Palmitinsäure oder Stearinsäure mit Glykol oder Glyzerin, sein.
Der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu blockieren, wird in einem Gehalt von 0,1-20, vorzugsweise 1-20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Zement verwendest. In den meisten Fällen werden 2-10 Gewicht steile des Stoffes pro 100 Gewichtsteile Zement empfohlen.
Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen weiter beschrieben: Beispiel 1
Eine Ionenaustauschmaßse des Styrol-Divinylbemioltyps, enthaltend eine Mischung von Körnern mit Sulfonsäuregruppen bzw. mit quartären Ammoniumgruppen, die 26 Gewichtsteile Trockensubstanz und 60 Gewichtsteile Wasser enthält, wird in eine Betonkokille gegossen. Dieser setzt man auch 100 Gewichtsteile Zement und 2 Gewichtsteile Polyvitfylpropionat zu und mischt sie mit der Ionenaustauschmasse. Nach einigen Tagen ist die Masse erstarrt und verbleibt danach intakt, /uf der erstarrten Kasse wird durch Gießen an Ort und Stelle ein Deckel aus Beton angebracht, der dieselbe Dicke hat, wie Wände und 3oden der Betonkokille.
Beispiel 2
Eine Ionenaustauschmasse derselben Art wie im Beispiel 1 wird auf die darin beschriebene Art behandelt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt des Polyvinylpropionats als Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu vermeiden, 2 Gewiohtsteile eines Epoxyharzes verwendet werden, das in 2 Gewichtsteilen Wasser dispergiert und aus. Bisphenol A aufgebaut sowie mit einem Härter des Polyamintyps (z.B. EPOTUF EPOXY 90-544 mit Härter EPOTDF HARDENER 90-545 von Reichhold Chemicals Ine, USA, mit einem Gewichtsverhälti.ίs Harz/Härter von 100/85) versetzt ist. Genau wie im vorhergehenden Fall erhalt man ein erstarrtes Produkt, das intakt ist. ·
6 U 9 Ö I9/Ü96 3
- 2 5Λ9 1 9h
. - - - H - KN 4798
Beispiel 3
Eine Ionenaustauschmasse derselben Art, wie im Beispiel 1 wird auf die darin beschriebene Art behandelt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt des Polyvinylpropionats als Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von V/asser zu verhindern, 2 Gewichtsteile Wasserglas, bestehend aus 1 Gewichtsteil Silikat und 1 Gewichtsteil Wasser, verwendet werden. Genau wie im vorhergehenden Fall erhält man ein erstarrtes Produkt, das intakt ist.
Beispiel 4
Eine Ionenaustauschiaasse derselben y>rt wie im Beispiel 1 wird auf die darin beschriebene Art behandelt, jedoch mit dem Unterschied, dafi statt des Polyvinylpropionats als Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu verhindern, 0,1 Gewichtsteile Äthylenglykoldistearat, die in 1,9 Gewichtsteilen V/asser dispergiert sind, verwendet werden. Genau wie im vorhergehenden Fall, erhält man ein erstarrtes Produkt, das intakt ist.
B(JSb I9/0963

Claims (6)

KN 4798 PATENTANSPRÜCHE
1.) Verfahren, tun verbrauchte, organische Ionenaustauschmasse von einem Sieinigungskreis in einer Kernreaktoranlage in Zement einzubetten, wobei Partikel der Ionenaustauschmasse Eiit Zersent gemischt werden und der Zement der Mischung in einem Behälter, wie z.B. einer Betonkokille, zum Erstarren gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu den Kömern der lonenaustauEchisasse in dem erstarrten Produkt, zu blockieren, vor dem Erstarren der Mischung· in dieselbe inkorporiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu blockieren, in Wasser dispergiert oder aufgelöst zugesetzt wird.
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von V/asser zxl blockieren, ein Polyvinylpropionat oder ein anderes lineares Polymer ist.
4· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von V/asser zu blockieren, ein Epoxyharz oder ein anderes Polymer mit der Fähigkeit, Vernetzungsreaktionen durchzumachen, ist.
5· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu blockieren, Wasserglas oder ein anderes Alkalisilikat oder ein organisches hydrolysierbarea Silikat ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Vaeser zu blockieren, ein monomeres, organisches Ester einer höheren Fettsäure ist.
7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß pro 100 Gewichtsteile Zement 0,1-20 Gewij.'itsteile des Stoffes mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu blockieren, verwendet werden.
609819/096 3"
DE19752549195 1974-11-05 1975-11-03 Verfahren, um verbrauchte, kornfoermige, organische ionenaustauschmasse in zement einzubetten Pending DE2549195A1 (de)

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SE7413880A SE387190B (sv) 1974-11-05 1974-11-05 Sett att i cement bedda in forbrukad organisk jonbytarmassa
SE7511237A SE404455B (sv) 1975-10-08 1975-10-08 Sett att i cement bedda in forbrukad kornformig organisk jonbytarmassa

Publications (1)

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DE2549195A1 true DE2549195A1 (de) 1976-05-06

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JPS5167900A (en) 1976-06-11

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