DE3520450A1 - Strahlenschutzbehaelter zum transport und zur lagerung radioaktiver materialien und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Strahlenschutzbehaelter zum transport und zur lagerung radioaktiver materialien und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
EYER & LINSER PATENTANWÄLTE 35 204
PATENTANWÄLTE : DIPL.-INQ. ECKHARDT EYER + PHYSIKER HEINZ LINSER
GA 6545
-I*
ROBERT-BOSCH-STR. 12A D-6O72 DREIEICH
Gattys Technique S.A.
Chemin Ritter 3
CH 1700 Fribourg/Schweiz
Strahlenschutzbehälter zum Transport und zur Lagerung radioaktiver Materialien und Verfahren zu seiner Herstellung
GA 6545
Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlenschutzbehälter zum Transport
und zur Lagerung radioaktiver Materialien, beispielsweise Kernbrennstäbe, radioaktive Abfälle oder dergl. aus einem inneren, der mechanischen
Sicherung des Materials dienenden Topf sowie einem diesen umhüllenden *-v AbschirmMantel sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
An die Qualität von Strahlenschutzbehältern zum Transport und zur Aufbewahrung
radioaktiver Materialien werden sowohl in mechanischer als auch in strahlungstechnischer Hinsicht erhebliche Anforderungen gestellt, deren
Erfüllung einen erheblichen Aufwand erfordert. So ist es insbesondere erforderlich, sowohl eine - unterschiedlichen Bedingungen folgende - Abschirmung
der Umwelt gegen Gamma-Strahlung und Neutronen als auch eine
ausreichende Sicherung des Behälters gegen mechanische und/oder thermische Belastungen zu gewährleisten. Es sind für diesen Zweck Doppelmantelbe-
^ hälter bekannt, die aus einem inneren und einem äußeren Stahlmantel mit
einer dazwischen eingegossenen Bleischicht bestehen, wobei zum Zwecke der Abschirmung gegen Neutronenstrahlung der Behälter mit einer weiteren
Beschichtung aus einem Kunststoffmaterial versehen wird.
*-." - \.' ■ GA 6545
Der Nachteil dieser bekannten Lösungen ist außer dem erheblichen, hohe
Herstellungskosten verursachenden konstruktiven Aufwand die isolierende
Wirkung der Kunststoffummantelung, die die Abfuhr der im Behälter gebildeten
Wärme behindert und zu einem unzulässigen Wärmestau führen kann. Es muß daher für eine Wärmeabfuhr aus dem Behälter Sorge getragen werden,
wozu in einer Ausführungsform eine Vielzahl von die Kunststoffschicht
durchragenden Dornen vorgesehen sind, während bei einer anderen bekannten Ausführungsform eines für diesen Zweck geeigneten Behälters die Behälterwand
mit Längsbohrungen versehen und die Längsbohrungen mit einem moderierenden Material (Polyäthylen) ausgefüllt sind. Der Konstruktions- und
damit Kostenaufwand wird hierdurch weiterhin erheblich erhöht, wobei darüberhinaus zumindest bei der an erster Stelle erwähnten Lösung die sich
in radialer Richtung erstreckenden Metalldorne wiederum eine (geradlinige) Unterbrechung der Abschirmung bilden. Hinzu kommt als weiterer wesentli-
^ eher Nachteil der bekannten Strahlenschutzbehälter, daß sie als geschlossene
Konstruktion hergestellt werden und daher den je nach Art des aufzunehmenden Materials wechselnden Anforderungen (starke Wärmeabgabe oder
hohe Gamraa-Strahlung) nur sehr ungenügend entsprechen. Eine nachträgliche Anpassung ist nicht möglich, es ist daher entweder eine entsprechend große
Typenvielfalt oder eine allen Anforderungen entsprechende und daher teilweise weit überdimensionierte Ausgestaltung der Behälter erforderlich,
was die Herstellungs- und Lagerhaltungskosten weiter entsprechend erhöht.
Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines Strahlenschutzbehälters zum Transport und zur Lagerung von radioaktivem
Material, beispielsweise bestrahlten Brennelementen, radioaktiven Abfällen
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oder dergl. zugrunde, der auf einfache Weise herstellbar ist und dem ohne
wesentlichen Aufwand eine den jeweiligen speziellen Anforderungen des zu
transportierenden Materials genügende Ausstattung gegeben werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß der Topf aus einem Eisenwerkstoff einer der
geforderten Mindestabschirmung genügenden Wandstärke sowie einer den mechanischen
Anforderungen in der Unfallsituation genügenden Festigkeit und
Dichtigkeit besteht und der Mantel aus einem unter Energieverbrauch brechenden oder sich deformierenden sowie wärmeleitenden und wasserstoffhaltigen
Material besteht.
Durch die Erfindung ist ein Strahlenschutzbehälter geschaffen, bei dem
die der mechanischen Sicherung und die dem Strahlenschutz sowie die dem Schutz gegen Strahlung dienenden Elemente gezielt materialtechnisch getrennt
und in unterschiedliche Schichten verlegt sind, wobei beide Schichten - insbesondere die dem Strahlenschutz dienende Schicht - beliebig den
durch die Art der Strahlung und die Wärmeentwicklung gestellten Anforderungen angepaßt werden kann. Es kann daher der Behälter auf einen oder
einige wenige unter mechanischen Gesichtspunkten ausgelegte Topf-Formen reduziert werden, die von Fall zu Fall gezielt mit einem den jeweiligen
Anforderungen entsprechenden Mantel versehen werden können. Es wird auf
diese Weise die Herstellung und die Lagerung wesentlich vereinfacht bei sogar erheblicher Erhöhung der mechanischen und der strahlungstechnischen
Sicherheit.
Der Behälter kann in jeder beliebigen bekannten Weise, etwa der Topf
in der üblichen Weise aus geschweißtem oder geschmiedetem Stahl herge-
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stellt sein. Vorteilhaft sind jedoch der Topf von einem aus einem Stück
hergestellten Schleudergußkörper und der Mantel von einem aus Metall und Kunststoff bestehenden Verbundmaterial gebildet, wodurch sowohl der dem
mechanischen Schutz und der dem Schutz gegen Neutronen- und Gammastrahlung ^ dienende Mantel in jeweils einem Gußvorgang hergestellt werden können.
Hierbei ist der Mantel vorteilhaft von einer Matrix aus einem niedrigschmelzenden Metall oder einer niedrigschmelzenden Metall-Legierung,
beispielsweise einer Kupfer-/Zinn-, Kupfer-/Antimon-, Blei-/Antimon oder einer Zinn-Blei-Legierung gebildet, in der Formkörper aus einem Kunststoff
mit einem über dem Schmelzpunkt des Metalles bezw. der Legierung liegenden Desintegrationspunkt eingebettet sind. Auf diese Weise ist auf der
Grundlage eines in Bezug auf seine Dimensionierung standardisierten Topfes
außer durch die Wahl des Behältermaterials auch durch die Gestaltung des Mantels nach Dimensionierung, Materialwahl und Matrix-ZMetallkörper-Verhältnis
in weiten Grenzen eine Anpassung an die jeweiligen mechanischen oder strahlungstechnischen Anforderungen möglich, etwa durch Veränderung
der Stärke des Mantels sowie durch Veränderung des Massenverhältnisses zwischen Metall und Kunststoff zur Einstellung des Abschirmungsoptimums
zwischen Gamma- und Neutronenstrahlung und durch Wahl der als Matrix für das Verbundmaterial eingesetzten Legierung zur Erzielung der nach der
inneren Wärmeentwicklung erforderlichen Wärmeleitfähigkeit. Es wird hierdurch eine weitgehende Standardisierung der Behälter auf wenige Größen
und damit eine weitere wesentliche Verminderung der Herstellungs- und Lagerhaltungskosten möglich. Hierbei kann der Mantel mit einer gewellten
Außenhaut aus Metallblech versehen sein, die einerseits zur weiteren Vereinfachung der Herstellung des Transportbehälters als quasi Gußform für
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das Aufgießen des Mantels auf den Topf und andererseits zur Vergrößerung
der Abstrahlfläche bei der Ableitung der über die Metallmatrix zugeführten Wärme dient. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen
Strahlenschutzbehälters besteht auch darin, daß der Mantel zusätzlich quasi ein Schutzmatel für den Topf bildet in dem Sinne, daß in der Unfallsituation
der Mantel aufgrund seines Energieverbrauches eine Sicherung des Topfes bildet und - im Falle einer schwerwiegenden oder gar vollständigen
Zerstörung ohne weiteres erneuert werden kann. Es bedarf weder der Umlagerung des Materials noch einer Verschrottung des Topfes, wie dies im
* Falle der bekannten Behälter erforderlich gewesen ist.
Anstelle aus einer Metallmatrix mit eingelagertem Kunststoff kann der
Mantel auch aus einer Matrix aus hydraulischem Binder (Zement) mit zur
Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit eingelagertem Metall bestehen, wobei im Falle beider ausführungsformen, der Mantel eine gewellte Außenhaut aus
Metall aufweist, die einerseits die Wärmestrahlungsfläche erhöht und
gleichzeitig als Gießform für die Aufbringung des Mantels auf den Topf dienen kann.
Der Topf ist vorteilhaft an seinem oberen Rand mit einem eine Dichtfläche
für den Deckel bildenden ringförmigen Schulteransatz sowie den Gegenhalterungen eines Bajonettverschlusses versehen, dessen Halterungen
an der Außenfläche des Verschlußdeckels angeordnet sind. Hierbei sind vorteilhaft die einander zugewendeten Flächen der Bajonetthalterungen und
der Gegenhalterungen gegenläufig keilförmig ausgebildet und die Dichtfläche
des Schulteransatzes mit einer umlaufenden Nut zum Einlegen eines
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Dichtringes sowie die deckelseitige Dichtfläche im Bereich der Nut mit
konzentrischen, definierten Dichtriefen versehen, wobei die Dichtung aus einem verformbaren Metall besteht und ein das Volumen der in dem Schulteransatz
ausgebildeten Nut übersteigendes Volumen aufweist. Es ist auf diese Weise ein absolut dichter Abschluß des Behälters nach Außen möglich, wobei
- etwa zu Zwecken der Endlagerung die zwischen dem Topf und dem Deckel
gebildeten Fugen mit einer Verschlußmasse ausgegossen oder verschweißt werden können, die ein unbeabsichtigtes oder überhaupt ein Öffnen des
Behälters ohne größeren Aufwand verhindert. Zur Erleichterung des Ver-
*0 Schlusses, der eine Verformung des metallischen Dichtringes im plastischen
Bereich erfordert, können der Topf und der Deckel mit Halterungen zur Anbringung
von tangential wirkenden Hydraulikzylindern versehen sein, mit deren Unterstützung der Deckel gedreht und dadurch über die keilförmigen
Flächen des Bayonettverschlusses auf den Dichtflansch des Topfes gepreßt wird. Dadurch wird die plastische Verformungsarbeit geleistet und der
feste Verschluß herbeigeführt. Zum weiteren Schutz des Verschlusses sind zweckmäßig der Topf mit einer den Deckel umfassenden Kappe versehen und in
der Kappe ein Meßfühler zur Erfassung von aus dem Behälter austretenden Gasen angeordnet, der mit einem außerhalb gelegenen Anzeige- oder Warngerät
verbunden ist.
Zur weiteren Vereinfachung der Herstellung und Standardisierung kann
der Topf mit einem im Querschnitt sternförmigen, den Behälterraum in mehrere Kammern unterteilenden Einsatzkorb versehen sein, der der als
einfacher Sterneinsatz ausgebildet sein oder einen rohrförmigen Kernkörper aufweisen kann und sich mit seinen sternförmig ausragenden Wänden gegen
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die Innenfläche des Topfes legt. Es können jedoch darüberhinaus zur Bildung
geschlossener taschenartiger Kammern die Stege an ihren Randkanten durch Außenwände verbunden sein. Es wird auf diese Weise eine wesentliche
Vereinfachung der Beladung und eine Verbesserung der Transport und Lager- ^ bedingungen erzielt insofern, als einerseits ein geordnetes Einbringen und
eine stabile und gesicherte Lagerung von Kernbrennstäben im Behälter ermöglicht wird, wobei darüberhinaus eine selektierte Ablage der Materialien
im Behälter ermöglicht wird derart, daß die eine hohe Gammastrahlung abgebenden,
jedoch in geringerer Menge anfallenden bestrahlten Strukturteile ^ der Kernbrennelemente aus rostfreiem Stahl im rohrförmigen Kernkörper des
Einsatzes, die uranhaltigen Brennstäbe dagegen in den Außenkammern des Behälters
untergebracht werden, so daß diese bereits einen wirksamen Schutzmantel gegen die von dem Struklurmaterial abgegebene harte Gammastrahlung
bilden. Bei Ausbildung der Kammern als geschlossen taschenförmige Kammern
ist darüberhinaus eine Beladung außerhalb des Behälters und nachträgliche
Einbringung in den Behälter möglich.
Die Herstellung des Behälters erfolgt erfindungsgemäß in der Weise,
daß der Topf einstückig in stehender Form nach dem Schleudergußverfahren gegossen und anschließend eine Umhüllung aus einer mit stückigem Kunststoffmaterial
gefüllten Metallmatrix aufgegossen wird. Hierbei erfolgt das Gießen des Topfes in der Weise, daß das Gußmaterial unter Abdeckung mit
wärmeisolierendem Material in einer zur Bildung des Mantelteils ausreichenden Menge in die mit einer äußeren Wärmeisolierung versehene Gußform
eingefüllt, unter hoher Drehzahl ausgeschleudert und unter Abkühlung bis auf eine wenig unter dem Schmelzpunkt liegende Temperatur zur Erstarrung
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gebracht wird, worauf die Drehzahl bis auf einen ein Aufsteigen des Materials
an der Formwand ausschließenden Wert gesenkt und durch Nachgießen von Material und radiales Ausschleudern gegen das erstarrende Material der
Behälterboden durch stufen- bezw. schichtenweisen Aufbau gebildet wird. Durch die Verwendung- geeigneter schlackenbildender Mittel sowie Einhaltung
eines definierten Zeit-Temperatur-Verhältnisses von bereits eingegossenem und noch nachzugießendem Material ergibt sich unter Anpassung der
Umdrehungsgeschindigkeit ein ausreichend homogener Werkstoff über die gesamte Wandstärke des Behälters.
Es sind zwar bereits mehrfach Versuche zur Herstellung von Behältern
einschließlich eines Behälterbodens in einstückigem Schleuderguß unternommen worden, die jedoch bisher nicht zu einem befriedigenden Erfolg geführt
haben, weil einerseits ein flacher oder bombierter Behälterboden mit
^ einer der Stärke des Behältermantels entsprechenden Wandstärke sondern
allenfalls kegelförmiger Behälterboden gebildet werden konnte und andererseits die Bildung von Lunkern im Zentral bereich des Bodens nicht mit einer
genügenden Sicherheit ausgeschlossen werden konnte, so daß bei der Herstellung von einstückigen Behältern im Schleuderguß eine zu hohe Ausschußquote
für eine rationelle Fertigung auftrat. Das erfindungsgemäße
Verfahren ermöglicht erstmals die wirtschaftlich befriedigende Herstellung von Behältern einstückig mit dem Behälterboden im Schleudergußverfahren.
Hierbei erfolgt die für den hier im Vordergrund stehenden Zweck die die Herstellung des Behälters mit einem bombierten Boden, der eine den hohen
Anforderungen genügende mechanische Festigkeit des Behälters gewährleistet.
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Zur Aufbringung des Mantels auf den Topf wird vorteilhaft der Topf mit
einer einen Einguß für steigenden Guß aufweisenden Manschette sowie mit einer den Topf in einem Abstand umgebenden Außenhaut versehen wird, der
der Stärke der vorgesehenen Umhüllung entspricht, worauf der zwischen der Außenhaut und dem To-pf eingeschlossene Raum in dichter Packung mit stückigem
Kunststoffmaterial gefüllt und nach Sicherung des Kunststoffmaterials
gegen Aufschwimmen mit Metall oder Metall-Legierung ausgegossen wird.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 die perspektivische Sprengdarstellung eines Strahlenschutzbehälter
s
Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung des Kopfbereiches
des Strahlenschutzbehälter
des Strahlenschutzbehälter
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Einsatzes
Fig. 4 einen Schnitt durch die Behälterwand im Bereich der
Dichtfläche
Dichtfläche
Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung des Behälters im Bereich der Dichtfläche
Fig. 6 eine Sicht auf den Behälter im Stadium des Verschließens
Der in der Zeichnung dargestellte Strahlenschutzbehälter zum Transport
radioaktiver Materialien, beispielsweise Kernbrennstäben, radioaktiver Abfälle
oder dergl., besteht aus einem von einem Mantel 1 und einem Boden-
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teil 2 gebildeten, als Ganzes mit; 3 bezeichneten Topf zur mechanischen und
strahlungstechnischen Sicherung des Materials sowie einem dem Verschluß des Topfes dienenden Deckel 4. Der Topf 3 ist aus einem in einem Stück
hergestellten Schleudergußkörper gebildet, der mit einer Umhüllung 5 aus einem von Metall und Kunststoff gebildeten Verbundmaterial versehen ist.
Der Mantel 5 ist - siehe insbes. Fig. 2 - von einer Matrix 5A aus einem niedrigschmelzenden Metall oder einer niedrigschmelzenden MetallLegierung,
beispielsweise einer Kupfer-/Zinn-, Kupfer-/Antimon-, Blei-/Antimon- oder
Kupfer-/Blei-Legierung gebildet, in der Formkörper 5B aus einem Kunststoff mit einem über dem Schmelzpunkt des Metalles bezw. der Legierung liegenden
Desintegrationspunkt eingebettet sind. Anstelle einem aus Metallmatrix mit Kunststoffeinlagerung bestehenden Mantel kann auch ein aus Zement- oder
Betonmatrix mit Metalleinlagerung bestehender Mantel vorgesehen sein. Der
Mantel ist mit einer gewellten Außenhaut 6 aus Metall versehen, die
gleichzeitig als Gießform für die Aufbringung des Mantels auf den Topf und als Strahlungsfläche für die Abführung der aus dem Behälterinneren zugeführten
Wärme dient. Der Topf ist schließlich mit einem im Querschnitt sternförmigen, den Behälterraum in mehrere Kammern unterteilenden Einsatzkorb
versehen, der im dargestellten Beispiel siehe insbesondere Fig. 3 -
^ von einem rohrförmigen, in dem Behälterraum einen Innenraum 7 sowie einen
äußeren Ringraum abteilenden Kernkörper 8 gebildet ist, von dem radiale, sich außen gegen die Behälterwand abstützende und den gebildeten äußeren
Ringraum in Kammern unterteilende Wandstege 9 ausgehen. Die Kammern sind teils offen ausgebildet teils durch Anbringung von Wänden 20 als
taschenförmig geschlossene Kammern 21, die zum Unterschied zu den offenen
Kammern auch außerhalb des Behälters befüllt werden können.
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Der Topf ist an seinem oberen Rand - Fig. 2, 4 und 5 - mit einem eine
Dichtfläche 10 für den Deckel 4 bildenden ringförmigen Schulteransatz 11 versehen, von dem die Halterungen 12 eines Bajonettverschlusses ausgehen,
dessen Spannblöcke 13 an dem Deckel 4 angeordnet sind. Hierbei sind die einander zugewendeten Flächen der Bajonetthalterungen 12 und der Spannblöcke
13 gegenläufig keilförmig ausgebildet, so daß beim Verschließen des Behälters ein starke Schließkraft des Deckels 4 in Richtung auf die
Dichtfläche 10 ausgeübt werden kann. Die Dichtfläche 10 des Schulteransatzes ist mit einer umlaufenden Nut 4 zum Einlegen eines Dichtringes 15
*-Q versehen, der vorteilhaft aus einem verformbaren Metall besteht und ein
das Volumen der in dem Schulteransatz ausgebildeten Nut um etwa 10% übersteigendes
Volumen aufweist. Entsprechend ist die deckelseitige Dichtfläche im Bereich der Nut mit konzentrischen, definierten Dichtriefen 16 versehen,
die sich beim Aufspannen des Deckels in das metallische Dichtungsmaterial
einarbeiten und einerseits dessen Verformung erleichtern und andererseits die Dichtigkeit des Behälters verbessern. Zur Aufbringung der
für den Verschluß erforderlichen Verformungskräfte sind der Topf 3 und der
Deckel 4 mit Halterungen 17 zur Anbringung von tangential wirkenden Hydraulikzylindern
18 versehen, die nach dem Verschließen wieder abgenommen werden können. Es können - etwa zu Zwecken der Endlagerung von radioaktiven
Abfällen - die im Deckelbereich verbleibenden, von den Bajonettblöcken gebildeten Ausnehmungen ausgegossen oder verschweißt werden, wodurch
ein - bereits aufgrund der hohen Zuspannkraft weitgehend auszuschließendes - ungewolltes oder gewolltes Öffnen mit einfachen Mitteln
ausgeschlossen wird.
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Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit insbesondere beim Transport werden
- siehe Fig. 1 - die oberen und unteren Enden des Behälters mit zusätzlichen Schutzkappen 19 versehen, die halbkugelförmig ausgebildet und
aus gut verformbarem Stahlblech ausgebildet sind. Die Schutzkappen dienen im Zusammenwirken mit dem verformbaten Außenmantel (Metallmatrix) dem
Schutz des Behälters vor mechanischen Unfalleinwirkungen, die durch vorgeschriebene
Prüfungen (9 m Fall auf eine unnachgiebige Fläche, danach Fall auf einen Dorn aus 1 m Höhe) simuliert werden. Bei angenähert senkrechtem
Absturz verformt sich die Halbkugelschustzkappe kontrolliert und bremst den Sturz. Bei schrägem Fall wird sich die Kappe weniger verformen,
der Behälter wird auf die Seite auf den leicht verformbaren Außenmantel kippen und ebenfalls gebremst. Bei Absturz in waagerechter Position übernimmt
der Mantel alleine die Abbremsung. Bei Fall auf den Dorn schützt die
Kappe die empfindliche Deckelregion.
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Darüber übernimmt der Mantel in der Unfallsituation die Funktion eines
Wärmeverbrauchers insofern, als das metallische Mantelmaterial bei einem äußeren Brand des Transportfahrzeuges aufgrund seiner Schmelzwärme und das
Kunststoffmaterial aufgrund seiner Kristallwasseraustreibung erhebliche
Wärmemengen verbraucht und somit den Topf vor Wärmezerstörung schützt. Nach der Trocknung - d.h. nach der Kristallwasseraustreibung stellt der
Mantel eine Wärmeisolierung dar. Der erfindungsgemäße Behälter gewährleistet somit eine wesentlich erhöhte Sicherheit, wobei es zur weiteren Nutzung
- etwa zu Zwecken der Endlagerung lediglich der Entfernung der verbrannten oder anderweit zerstörten Reste des Mantels und der erneuten Aufbringung
eines Mantels auf den Topf bedarf.
Claims (16)
1. Strahlenschutzbehälter zum Transport und zur Lagerung radioaktiver
Materialien, beispielsweise Kernbrennstäbe, radioaktive Abfälle oder dergl., bestehend aus einem inneren, der mechanischen Sicherung des Materials
dienenden Topf sowie einem diesen umhüllenden Abschirm-Mantel, dadurch
gekennzeichnet, daß der Topf (3) aus einem Eisenwerkstoff einer der geforderten Mindestabschirmung genügenden Wandstärke sowie einer den mechanischen
Anforderungen in der Unfallsituation genügenden Festigkeit und
^ Dichtigkeit besteht und der Mantel (5) aus einem unter Energieverbrauch
brechenden oder sich deformierenden sowie wärmeleitenden und wasserstoffhaltigen
Material besteht.
2. StrahlenschutzbehälLer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Topf (3) aus einem aus einem Stück hergestellten Schleudergußkörper und der Mantel (5) aus einem von Metall und Kunststoff gebildetetn Verbundmaterial
besteht.
3. Strahlenschutzbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
" der Mantel (5) von einer Matrix (5A) aus einem niedrigschmelzenden Metall
oder einer niedrigschmelzenden Metall-Legierung, beispielsweise einer Kup-
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-JL-
fer-/Zinn-, Kupfer-Antimon-, Blei-Antimon-, Kupfer-/Blei-Legierung oder
dergl. gebildet ist, in der Formkörper (5B) aus einem Kunststoff mit einem
über dem Schmelzpunkt des Metalles bezw. der Legierung liegenden Desintegrationspunkt
eingebettet sind.
5
5
4. Strahlenschutzbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mantel aus einem Mineralwerkstoff (Beton) besteht,
in den die Wärmeleitung sowie die Strahlenabschirmung verbessernde Metallkörper eingegossen sind, wobei das Mengenverhältnis der Metall- und der
Betonbestandteile den jeweils von dem radioaktiven Material ausgehenden Wärme- bezw. Strahlenbelatungen angepaßt ist.
5. Strahlenschutzbehälter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel (5) eine gewellte Außenhaut (6) aus Metall aufweist.
6. Strahlenschutzbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Topf (3) an seinem oberen Rand mit einem eine Dichtfläche (10) für den Deckel (4) bildenden ringförmigen Schulteransatz
(11) versehen ist, von dem die Halterungen (12) eines Bajonettverschlusses
^O ausgehen, dessen Spannblöcke (13) an der Außenfläche des Verschlußdeckels
(4) angeordnet sind.
7. Strahlenschutzbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die einander zugewendeten Flächen der Bajonetthalterungen (12) und der Spannblöcke (13) gegenläufig keilförmig ausgebildet und die Dichtfläche
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-Jr -
(10) des Schulteransatzes (11) mit einer umlaufenden Nut (14) zum Einlegen
eines Dichtringes (15) sowie die Dichtflächen in der Nut und am Deckel mit konzentrischen, definierten Dichtriefen (16) versehen sind.
8. Strahlenschutzbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dichtung (15) aus einem verformbaren Metall besteht und ein das Volumen der in dem Schulteransatz (11) ausgebildeten Nut (14) übersteigendes
Volumen aufweist.
*" 9. Strahlenschutzbehälter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Topf und der Deckel mit Halterungen (17) zur Anbringung
von tangential wirkenden Hydraulikzylindern (18) versehen sind.
10. Strahlenschutzbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Topf mit einer den Deckel umfassenden Kappe versehen
und in der Kappe ein Meßfühler zur Erfassung von aus dem Behälter austretenden Gasen angeordnet ist, der mit einem außerhalb gelegenen Anzeigeoder
Warngerät verbunden ist.
11. Strahlenschutzbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Topf (3) mit einem im Querschnitt sternförmigen, den Behälterraum in mehrere Kammern unterteilenden Einsatzkorb versehen
ist.
12. Strahlenschutzbehälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Einsatzkorb von einem rohrförmigen, in dem Behälterraum einen In-
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nenraura (7) sowie einen äußeren Ringraum abteilenden Kernkörper (8) gebildet
ist, von dem radiale, sich außen gegen die Behälterwand abstützende und den gebildeten äußeren Ringraum in Kammern unterteilende Wandstege (9)
ausgehen.
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13. Strahlenschutzbehälter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stege (9) zur Bildung von geschlossenen Behälterkammern an ihren Randkanten durch Außenwände verbunden sind.
IA. Verfahren zur Herstellung eines Strahlenschutzbehälters nach einem
der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (3) einstückig in stehender Form nach dem Schleudergußverfahren gegossen und anschließend
eine Umhüllung aus einer mit stückigem Kunststoffmaterial gefüllten
Metallmatrix aufgegossen wird.
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15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußmaterial
unter Abdeckung mit wärmeisolierendem Material in piner zur Bildung des Mantelteils ausreichenden Menge in die Gußform eingefüllt, unter hoher
Drehzahl ausgeschleudert und unter Abkühlung bis auf eine wenig unter dem
Schmelzpunkt liegende Temperatur zur Erstarrung gebracht wird, worauf die
Drehzahl bis auf einen ein Aufsteigen des Materials an der Formwand ausschließenden
Wert gesenkt und durch Nachgießen von Material und radiales Ausschleudern gegen das erstarrende Material der Behälterboden durch stufen-
bezw. schichtenweisen Aufbau gebildet wird.
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16. Verfahren zur Herstellung eines Strahlenschutzbehälters nach einem
der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf mit einer einen Einguß für steigenden Guß aufweisenden Manschette (19) sowie mit
einer den Topf (3) in einem Abstand umgebenden Außenhaut (6) versehen wird, der der Stärke der vorgesehenen Umhüllung (5) entspricht, worauf der
zwischen der Außenhaut (6) und dem Topf (3) eingeschlossene Raum in dichter Packung mit stückigem Kunststoffmaterial (5B) gefüllt und nach Sicherung
des Kunststoffmaterials gegen Aufschwimmen mit Metall (5A) oder Metall-Legierung
ausgegossen wird.
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Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853520450 DE3520450A1 (de) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | Strahlenschutzbehaelter zum transport und zur lagerung radioaktiver materialien und verfahren zu seiner herstellung |
| EP86107399A EP0205060A3 (de) | 1985-06-07 | 1986-05-31 | Strahlenschutzbehälter zum Transport und zur Lagerung radioaktiver Materialien und Verfahren zu seiner Herstellung |
| FI862392A FI862392A7 (fi) | 1985-06-07 | 1986-06-05 | Straolskyddsbehaollare foer transport och lagring av radioaktivt material och foerfarande foer dess framstaellning. |
| JP61130435A JPS6249297A (ja) | 1985-06-07 | 1986-06-06 | 放射線遮蔽容器及びその製造方法 |
| KR1019860004561A KR870000720A (ko) | 1985-06-07 | 1986-06-07 | 방사선 보호용기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853520450 DE3520450A1 (de) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | Strahlenschutzbehaelter zum transport und zur lagerung radioaktiver materialien und verfahren zu seiner herstellung |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3520450A1 true DE3520450A1 (de) | 1986-12-11 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19853520450 Withdrawn DE3520450A1 (de) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | Strahlenschutzbehaelter zum transport und zur lagerung radioaktiver materialien und verfahren zu seiner herstellung |
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| KR (1) | KR870000720A (de) |
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Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT398012B (de) * | 1992-07-13 | 1994-08-25 | Theodor Haering | Behälter zum transport und zur endlagerung von atomaren brennstäben |
| FR2763170B1 (fr) * | 1997-05-06 | 1999-06-18 | Transnucleaire | Dispositif de fermeture etanche d'un boitier de confinement a usages multiples pour assemblages combustibles nucleaires irradies ou dechets a haute activite |
| GB9808607D0 (en) * | 1998-04-22 | 1998-06-24 | Welding Inst | Corrosion resistant enclosure and methods for its manufacture |
| KR101249766B1 (ko) * | 2007-02-02 | 2013-04-02 | 한라공조주식회사 | 차량용 공기청정장치 |
| JP5629458B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-11-19 | 日本原子力発電株式会社 | 放射性廃棄物処分容器の製造方法及び放射性廃棄物処分容器の製造装置 |
| ES2928955T3 (es) * | 2014-10-06 | 2022-11-23 | Lantheus Medical Imaging Inc | Recipiente de sellado y método de uso |
| CN106042518B (zh) * | 2016-06-13 | 2018-01-05 | 华克医疗科技(北京)股份公司 | 防辐射铅钢复合板 |
| CN105925839B (zh) * | 2016-06-13 | 2018-08-14 | 华克医疗科技(北京)股份公司 | 防辐射紫铜铅板 |
| EP3582231B1 (de) * | 2018-06-15 | 2020-08-26 | GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH | Behälter zur aufnahme von radioaktiven abfallstoffen und behälteraggregat |
| CN114496330B (zh) * | 2022-01-05 | 2024-12-17 | 中广核研究院有限公司 | 一种核燃料运输容器及其核燃料运输装置 |
| CN116734157B (zh) * | 2023-06-28 | 2025-12-26 | 清华大学 | 新燃料组件运输容器的隔热结构及新燃料组件运输容器 |
| FR3151026B1 (fr) * | 2023-07-13 | 2025-06-27 | Viessmann Climate Solutions Se | Dispositif de fermeture étanche d’une ouverture de réservoir de stockage |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3025795A1 (de) * | 1980-07-08 | 1982-01-28 | GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH, 4300 Essen | Abschirmtransport- und lagerbehaelter fuer radioaktive substanzen |
| DE3103494A1 (de) * | 1981-02-03 | 1982-08-12 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Behaelter zur lagerung radioaktiver stoffe |
| DE3131126A1 (de) * | 1981-08-06 | 1983-02-24 | GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH, 4300 Essen | "abschirmanordnung fuer die lagerung, insbesondere zwischenlagerung, und den transport von bestrahlten kernreaktorbrennelementen |
| DE3132704A1 (de) * | 1981-08-19 | 1983-03-10 | Deutsche Gesellschaft für Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH, 3000 Hannover | Behaelter zur langzeitlagerung radioaktiver abfaelle |
| DE3206705A1 (de) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | Anton J. 7302 Ostfildern Vox | Behaelter zum lagern und/oder transportieren von radioaktiven substanzen, insbesondere brennelemente |
| DE3217780A1 (de) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Anton J. 7302 Ostfildern Vox | Behaelter zum transportieren und/oder lagern von radioaktiven substanzen, insbesondere abgebrannte brennelemente |
| DE3222822A1 (de) * | 1982-06-18 | 1983-12-29 | GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH, 4300 Essen | Anordnung fuer den transport und fuer die lagerung von brennstaeben bestrahlter brennelemente |
| DE3244707A1 (de) * | 1982-12-03 | 1984-06-07 | Anton J. 7302 Ostfildern Vox | Behaelter zum transportieren und/oder lagern von radioaktiven substanzen, insbesondere abgebrannte brennelemente |
| DE3345255A1 (de) * | 1983-01-07 | 1984-07-12 | Anchor Industries, Inc., Evansville, Ind. | Zeltkonstruktion |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1406014A (fr) * | 1964-06-04 | 1965-07-16 | Forges & Ateliers Du Creusot S | Dispositif d'obturation rapide d'un orifice circulaire |
| FR1411473A (fr) * | 1964-10-09 | 1965-09-17 | Lemer & Cie | Conteneur de transport pour produits radioactifs résistant aux chocs et au feu |
| FR87495E (fr) * | 1965-03-12 | 1966-05-06 | Lemer & Cie | Conteneur de transport pour produits radioactifs résistant aux chocs et au feu |
| GB2055671B (en) * | 1979-07-18 | 1982-11-17 | British Nuclear Fuels Ltd | Transport and storage of irradiated nuclear fuel elements |
| DE2943918C2 (de) * | 1979-10-31 | 1981-11-26 | Bernhard 8071 Lenting Kessel | Schraubverbindung |
| DE3037290C2 (de) * | 1980-10-02 | 1983-01-20 | Transnuklear Gmbh, 6450 Hanau | Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe |
| JPS5847553A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-19 | Kubota Ltd | 中空状鋳造品の鋳造方法 |
| DE3210770C2 (de) * | 1982-03-24 | 1984-12-20 | Manfred 2854 Loxstedt Jaeckel | Metallische, im wesentlichen kugelförmige Leichtkörperteilchen, sowie Verwendung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| EP0116412A1 (de) * | 1983-01-18 | 1984-08-22 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Behälter für radioaktive Materialien und Verfahren zur Herstellung |
-
1985
- 1985-06-07 DE DE19853520450 patent/DE3520450A1/de not_active Withdrawn
-
1986
- 1986-05-31 EP EP86107399A patent/EP0205060A3/de not_active Withdrawn
- 1986-06-05 FI FI862392A patent/FI862392A7/fi not_active Application Discontinuation
- 1986-06-06 JP JP61130435A patent/JPS6249297A/ja active Pending
- 1986-06-07 KR KR1019860004561A patent/KR870000720A/ko not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3025795A1 (de) * | 1980-07-08 | 1982-01-28 | GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH, 4300 Essen | Abschirmtransport- und lagerbehaelter fuer radioaktive substanzen |
| DE3103494A1 (de) * | 1981-02-03 | 1982-08-12 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Behaelter zur lagerung radioaktiver stoffe |
| DE3131126A1 (de) * | 1981-08-06 | 1983-02-24 | GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH, 4300 Essen | "abschirmanordnung fuer die lagerung, insbesondere zwischenlagerung, und den transport von bestrahlten kernreaktorbrennelementen |
| DE3132704A1 (de) * | 1981-08-19 | 1983-03-10 | Deutsche Gesellschaft für Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH, 3000 Hannover | Behaelter zur langzeitlagerung radioaktiver abfaelle |
| DE3206705A1 (de) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | Anton J. 7302 Ostfildern Vox | Behaelter zum lagern und/oder transportieren von radioaktiven substanzen, insbesondere brennelemente |
| DE3217780A1 (de) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Anton J. 7302 Ostfildern Vox | Behaelter zum transportieren und/oder lagern von radioaktiven substanzen, insbesondere abgebrannte brennelemente |
| DE3222822A1 (de) * | 1982-06-18 | 1983-12-29 | GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH, 4300 Essen | Anordnung fuer den transport und fuer die lagerung von brennstaeben bestrahlter brennelemente |
| DE3244707A1 (de) * | 1982-12-03 | 1984-06-07 | Anton J. 7302 Ostfildern Vox | Behaelter zum transportieren und/oder lagern von radioaktiven substanzen, insbesondere abgebrannte brennelemente |
| DE3345255A1 (de) * | 1983-01-07 | 1984-07-12 | Anchor Industries, Inc., Evansville, Ind. | Zeltkonstruktion |
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