DE3018745C2 - Verfahren zum Einbetten von Tritium oder tritiumhaltigen radioaktiven Gasen - Google Patents
Verfahren zum Einbetten von Tritium oder tritiumhaltigen radioaktiven GasenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbetten von radioaktiven Stoffen, bei dem die radioaktiven
Stoffe in einer Teilchenmasse gebunden werden und diese mit einem Pulver aus für Tritium schwer
durchlässigem Metall zu Formkörpern verpreßt wird.
Tritiumhaltige 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. Aus der
DE-OS 27 56 700 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs 1 bekannt,
bei dem hochradioaktiver Abfall in eine Hülle aus einem von radioaktiver Strahlung schwer durchdringbaren
Material eingeschlossen wird, in dem der Abfall in einer Teilchenmasse gebunden und diese mit einem
Pulver aus fürTritium schwer durchlässigem Metall, wie z. B. Stahl, Kupfer, Molybdän, zu Formkörpern verpreßt
wird. Eine sichere Einbettung von tritiumhaltigen Abfällen ist mit diesem Verfahren nicht möglich, da das
Tritium hierbei nicht chemisch gebunden wird. Bei dem bekannten Verfahren liegt das Ziel in der Umhüllung
der radioaktiven Abfälle, auch wenn dabei für die Teilchenmasse unter anderem z. B. Titan oder Zirkonium,
also Metalle mit der Fähigkeit Hydride zu bilden, eingesetzt werden.
Es ist weiterhin bekannt, Tritium oder tritiumhaltige Gase mit hydridbildenden Metallpulvern oder Metallgranulaten
unter Bildung von Metalltritid, insbesondere von Zirkoniumtritid umzusetzen, vgl. den Bericht des
Kernforschungszentrums Karlsruhe KFK 2535 PWA 49/77 (1977) Seite 1 —44. Eine spätere Einbindung dieser
Metalltritide oder sonstiger tritiumhaltiger Metallabfälle in Beton würde keinen sicheren Einfluß des Tritiums
gewährleisten, da Tritium den Beton zu durchwandern vermag, besonders dann, wenn höhere Temperaturen
herrschen.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum sicheren Einbetten von Tritium oder
tritiumhaltigen radioaktiven Gasen zu finden, das einen sicheren Einschluß des -Tritiums unter Lagerbedingungen,
auch bei höheren Temperaturen gewährleistet und die Verflüchtigung des Tritiums beim Einbetten
verhindert
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der Einbettung von Tritium oder
tritiumhaltigen Gasen, diese durch Bildung von Metalltritid in der aus hydridbildendem Metall bestehenden
Teilchenmasse gebunden werden und daß das Verpressen der tritiumhaltigen Teilchenmasse mit dem Metallpulver
bei Raumtemperatur erfolgt
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Ausbildung eines Mehrbarrieresystems,
das die Tritiumfreisetzung minimiert.
Als Metallpulver wird zum Verpressen vorzugsweise Aluminiumpulver verwendet.
Das tritiumhaltige Gas wird an vorteilhaft geeignete Hydridbildner, wie Titan, Zirkon, Seltene Erden oder
abgereichertes Uran, vorzugsweise in stückiger Form, chemisch gebunden. Das gebildete Metallhydrid bzw.
Metalltritidpulver wird dann mit dem Pulver aus für Tritium schwer durchlässigem Metall vermischt und
nach pulvermetallurgischen Preßverfahren zu Formkörpern verarbeitet, in denen das Tritium allseitig dicht
eingebettet ist.
Um eine theoretisch mögliche Freisetzung von
Um eine theoretisch mögliche Freisetzung von
J5 Tritium noch weiter zu reduzieren, werden die so
hergestellten Formkörper vorteilhafterweise in eine metallische Hülle, 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.
Folgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert:
Ein tritiumhaltiger Körper aus Titan wird in der Preßmatrize allseitig mit Aluminiumpulver umgeben.
Die Matrize wurde vorher mit einer Aluminiumhülse
so ausgekleidet. Daraufhin wurde der Preßling mit einem
Druck von 6000 bar 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.
Außer Aluminiumpulver können beispielsweise auch Edelstahl-, Kupfer- oder Molybdänpulver verwendet
werden.
Claims (5)
1. Verfahren zum Einbetten von radioaktiven Stoffen, bei dem c':e radioaktiven Stoffe in einer
Teilchenmasse gebunden werden und diese mit einem Pulver aus für Tritium schwer durchlässigem
Metall zu Formkörpern verpreßt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Einbettung von Tritium oder tritiumhaltigen Gasen, diese durch
Bildung von Metalltritid in der aus hydridbildendem Metall bestehenden Teilchenmasse gebunden werden
und daß das Verpressen der tritiumhaltigen Teilchenmasse mit dem Metallpulver bei Raumtemperatur
erfolgt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verpressen Aluminiumpulver
verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper in eine
metallische Hülle eingebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hülle Rohre oder U-Profile
verwendet werden, die nach dem Einbringen der Formkörper verschlossen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Hülle Stahl
verwendet wird.
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