DE3018745A1 - Verfahren zur sicheren zwischen- und endlagerung von tritium - Google Patents
Verfahren zur sicheren zwischen- und endlagerung von tritiumInfo
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Description
NUKEM GmbH
6450 Hanau 11
6450 Hanau 11
Verfahren zur sicheren Zwischen- und Endlagerung von Tritium
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sicheren Zwischen- und Endlagerung von Tritium nach Umsetzung des Tritiums oder
tritiumhaltiger Gase mit hydridbildenden Metallen in zerkleinerter Form unter Bildung von Metalltritiden.
Tritiumhaitige Reststoffe und Abfälle, die in vielen Bereichen
der Kerntechnik anfallen, müssen sicher und ohne Kontakt mit der Biosphäre gelagert werden, um eine Gefährdung der Umwelt
zu vermeiden. So kann man beispielsweise tritiumhaltiges Waser mit hydraulischen Bindern (Portiand-Zement, Sorel-Zement)
und Zuschlagen versetzen, die die Bindung des tritiierten Wassers verbessern (DE-OSen 28 19 086 und 28 42 475). Allerdings
läßt sich mit dieser Einbindung keine ausreichende Auslaugbeständigkeit des Tritiums erreichen.
Es ist weiterhin bekannt, Tritium oder tritiumhaltige Gase
mit hydridbildenden Metallpulvern oder Metallgranulaten unter Bildung von Metalltritid umzusetzen. Eine spätere
Einbindung dieser Metalltritide oder sonstiger tritiumhaltiger
Metallabfälle in Beton gewährleistet allerdings nicht
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den völligen Abschluß von der Umwelt, da das Tritium den Beton zu durchwandern vermag.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur sicheren Zwischen- und Endlagerung von Tritium
nach Umsetzung des Tritiums oder tritiumhaltiger Gase mit hydridbildenden Metallen in zerkleinerter Form zu finden,
das einen sicheren Einschluß des Tritiums gewährleistet und gegebenenfalls eine Wiederaufarbeitung gewährleistet.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die
tritiumhaltigen Metallteilchen mit Pulvern aus tritiumschwerdurchlässigen
Metallen bei Raumtemperatur zur Formkörpern verpreßt werden. Vorzugsweise wird hierfür Aluminiumpulver
verwendet, jedoch können auch andere tritiumschwerdurchlässige Metallpulver wie beispielsweise Edelstahl,
Kupfer oder Molybdän, Anwendung finden.
Besonders bewährt hat es sich, den Preßvorgang in einer Hülse aus einem tritiumschwerdurchlässigen Metall, insbesondere
einer Aluminiumhtilse, durchzuführen.
Das tritiumhaltige Gas wird an geeignete Hydridbildner, wie Titan, Zirkon, Seltene Erden oder abgereichertes Uran,
vorzugsweise in stückiger Form, gebunden. Das gebildete Metallhydrid, bzw. Metalltritidpulver wird dann mit einem
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Pulver aus einem tritiumundurchlässigen bzw. schwerdurchlässigen Metall vermischt und nach pulvermetallurgischen
Preßverfahren zu Formkörpern verarbeitet, in denen das Tritium allseitig dicht eingebettet ist.
Um eine theoretisch mögliche Freisetzung von Tritium noch weiter zu reduzieren, werden die so hergestellten Formkörper
vorteilhafterweise in ein metallisches Containment, vorzugsweise aus Stahl, eingebracht. Bewährt haben sich hierfür
Rohre oder U-Profile, die nach dem Befüllen mit den Formkörpern verschlossen und vorzugsweise durch Kaltverformung,
wie Walzen oder Pressen, weiter kompaktiert werden. Diese Produkte können zwischengelagert oder auch in ein
Endlagergebinde eingebracht und anschließend mit Beton vergossen werden.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Ausbildung eines Mehrbarrieresystems, das
die Tritiumfreisetzung minimiert. Das Containment verhindert außerdem eine Wechselwirkung zwischen der Aluminiummatrix
und der Betonverfüllung.
Folgendes Beispiel soll die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutern.
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Ein tritiumhaltiger Körper aus Titan wird in der Preßmatrize allseitig mit Aluminiumpulver umgeben. Die Matrize
wurde vorher mit einer Aluminiumhülse ausgekleidet. Daraufhin
wurde der Preßling mit einer Kraft von 6 Mp/cm^ verdichtet, anschließend die Aluminiumhülse in einem weiteren
Arbeitsschritt dicht verschlossen.
Dieser derart eingeschlossene Titankörper emittiert im Vergleich zu einem weitgehend gleichartigen, nicht umhüllten
Stück nur noch vernachlässigbar wenig Tritium. Durch Einschluß der Preßlinge in ein einseitig geschlossenes
Edelstahlrohr, das nach dem Füllen verschlossen wird, wird die Emission unmeßbar.
14.05.80
Kl/Han
Kl/Han
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Claims (8)
1. Verfahren zur sicheren Zwischen- und Endlagerung von
Tritium nach Umsetzung des Tritiums oder tritiumhaltiger Gase mit hydridbildenden Metallen in zerkleinerter Form,
dadurch gekennzeichnet, daß die tritiumhaltigen Metallteilchen mit Pulvern aus tritiumschwerdurchlässigen
Metallen bei Raumtemperatur zu Formkörpern verpreßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Verpressen Aluminiumpulver verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Preßvorgang in einer Hülse aus einem tritiumschwerdurchlässigen
Metall durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formkörper in ein metallisches Containment eingebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß als Containment Rohre oder U-Profile verwendet werden.
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6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet,
daß als Material für das Containment Stahl verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Containment nach dem Befüllen mit den Formkörpern verschlossen und flachgewalzt oder flachgepreßt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet,
daß die verformten Containments in Endlagerbehälter eingebracht und mit Beton vergossen werden.
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