DE3842380A1 - Zylinderfoermiger behaelter aus stahl zur zwischen- und endlagerung von gefaehrlichen stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen zylinderförmigen Behälter aus Stahl zur Zwischen- und/oder Endlagerung von gefährlichen, insbesondere radioaktiven Stoffen, die zuvor mit Bindemittel zu Tabletten gepreßt wurden, oder von zerkleinerten Hülsen und Strukturteilen von abgebrannten Brennelementen aus Kernkraft­ werken, in dem die Tabletten oder Hülsen und Strukturteile in einer diese kontinuierlich umgebenden, im Endzustand festen inaktiven Matrix eingebettet werden.

Aus der DE-PS 32 14 242 ist ein Verfahren zur Verfestigung ra­ dioaktiver Abfälle für eine Langzeitlagerung bekannt, das kom­ pakte Blöcke in Transport- bzw. Endlagerbehältern liefert, wo­ bei die kompakten Blöcke aus vorgefertigten, radioaktive Stoffe enthaltenden keramischen Tabletten und einer diese kon­ tinuierlich umgebenden, inaktiven, im Endzustand festen Matrix hergestellt werden.

Hierbei werden die keramischen Tabletten und das Matrixmate­ rial Glaspulver gemeinsam in einem Behälter unter gleichzeiti­ gem Verdichten durch Vibrieren eingefüllt bzw. eingerüttelt, das so erhaltene, verdichtete Gemisch auf eine Temperatur im Bereich von 1423 K bis 1523 K erhitzt, bei dieser Temperatur eine bis drei Stunden gehalten und schließlich langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.

Hierdurch werden die keramischen Tabletten in eine praktisch inaktive Glasmatrix eingebettet.

Als Behälter wird ein Kokillenbehälter vorgeschlagen.

Weiterhin ist bekannt, stückiges radioaktives Material wie z.B. mit Bindemittel verfestigte Preß- oder Sinterlinge aus radioaktivem Material oder Hülsenabschnitte und Strukturteile von abgebrannten Brennelementen mit geeigneten Matrixmateria­ lien in flüssiger Form in einem Behälter zu übergießen und auf diese Weise zu einem monolithischen Block zu verfestigen.

Übliche Matrixmaterialien sind Glas, Zement und Blei.

Der Nachteil bei diesem Vorgehen besteht darin, daß beim Ab­ sturz eines auf diese Weise hergestellten Gebindes, bei dem der Behälter irreparabel beschädigt wird, die Matrix mit den enthaltenen radioaktiven Materialien entfernt und in einem neuen Behälter eingeschlossen werden muß. Hierbei können durch Brüche in der Matrix an den Bruchflächen radioaktive Substan­ zen freigelegt werden.

Ferner bietet die Matrix in einem solchen Gebinde im Endlager nach Korrosion des Behälters nur einen begrenzten Schutz, da hierdurch an der Wandfläche des Behälters anliegende radioak­ tive Teile freigelegt werden.

Aufgabe der Erfindung ist, die genannten Nachteile zu vermei­ den. Es soll ein Behälter angegeben werden, der den einge­ schlossenen monolithischen Block aus radioaktivem Material und Matrixmaterial im Fall eines Absturzes des Gebindes besser schützt.

Bei Beschädigung des Behälters soll der Inhalt leicht in einen neuen Behälter umgesetzt werden können. Das gesamte Gebinde soll dem korrosiven Angriff salzhaltiger wäßriger Lösungen einen höheren Widerstand entgegensetzen. Die Hantierbarkeit des Behälters soll den kerntechnischen Bedingungen angepaßt sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Behälter mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmalen ge­ löst.

Die Unteransprüche geben eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung an.

Der erfindungsgemäße Behälter besteht aus einem äußeren Behäl­ ter 1, in den ein innerer Behälter 2 eingesetzt ist. Durch Ab­ standshalter 4 wird ein gleichmäßiger Spalt von etwa 0,5 bis 2 cm zwischen äußerem und innerem Behälter erreicht.

Der radioaktive Abfall wird im inneren Behälter 2 vorgelegt. Anschließend wird der innere Behälter mit dem Matrixmaterial in flüssiger Form gefüllt, wobei durch die Öffnungen 3 am Bo­ den des inneren Behälters das Matrixmaterial den Spalt zwi­ schen innerem und äußerem Behälter füllt. Für Preß- oder Sin­ terlinge, die aus radioaktivem Material mit Hilfe eines kera­ mischen Bindemittels geformt wurden, kann als Matrixmaterial Glas mit einem geeigneten Schmelzbereich verwendet werden.

Für Hülsen und Strukturmaterialien kann Zementmilch, die zu einem resistenten Zementblock erstarrt, oder Blei geeignet sein.

Falls das radioaktive Material eine geringere Dichte aufweist als die flüssige Matrix, muß das radioaktive Material durch einen Niederhalter z.B. aus einem Stahldrahtgitter am Auf­ schwimmen gehindert werden.

Wenn der Niederhalter etwa 0,5 bis 2 cm unterhalb der Füllhöhe für das Matrixmaterial fixiert wird, ist der radioaktive Ab­ fall allseitig von einer mindestens 0,5 cm dicken, praktisch inaktiven Schicht des Matrixmaterials umgeben.

Ein auf diese Weise befüllter, erfindungsgemäßer Behälter wird bei einem Absturz wesentlich weniger leicht beschädigt, denn die Matrixzwischenschicht und der Innenbehälter können zusätz­ liche kinetische Energie umsetzen und damit deren Wirkung auf die innere abfallhaltige Matrix vermindern.

Ferner ist es bei einer Beschädigung des Außenbehälters leicht möglich, den Innenbehälter in einen neuen Außenbehälter umzu­ setzen, weil keine radioaktiv kontaminierten Flächen freige­ legt werden.

Da die üblichen Matrixmaterialien dem korrosiven Angriff einer salzhaltigen wäßrigen Lauge im Endlager einen höheren Wider­ stand entgegensetzen als ein Stahlbehälter, wird der radioak­ tive Abfall durch die Matrixzwischenschicht wirkungsvoll gegen Auslaugung geschützt.

Claims (3)

1. Zylinderförmiger Behälter aus Stahl zur Zwischen- und/oder Endlagerung von gefährlichen, insbesondere radioaktiven Stoffen, die zuvor mit Bindemittel zu Tabletten gepreßt wurden, oder von zerkleinerten Hülsen und Strukturteilen von abgebrannten Brennelementen aus Kernreaktoren, in dem die Tabletten oder Hülsen und Strukturteile in eine diese kontinuierlich umgebenden, im Endzustand festen inaktiven Matrix eingebettet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus einem äußeren Behälter (1) besteht, in den ein innerer Behälter (2) eingesetzt ist, der in seinem unteren Bereich mindestens eine Öffnung (3) aufweist.

2. Zylinderförmiger Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Außenfläche des inneren Behälters (2) oder an der Innenfläche des äußeren Behälters (1) mehrere Abstandshalter (4) angebracht sind, durch die der innere Behälter allseitig in einem Abstand von etwa 0,5 bis 2 cm vom äußeren Behälter gehalten wird.

3. Zylinderförmiger Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den inneren Behälter ein Niederhalter (5), vorzugsweise ein Stahldrahtnetz, eingesetzt ist, das im oberen Bereich des inneren Behälters fixiert ist.