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DE69107744T2 - Strahlungsabschirmender Schwerbeton insbesondere verwendbar zur Herstellung von Behälter für radioaktiven Abfälle. - Google Patents

Strahlungsabschirmender Schwerbeton insbesondere verwendbar zur Herstellung von Behälter für radioaktiven Abfälle.

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DE69107744T2
DE69107744T2 DE69107744T DE69107744T DE69107744T2 DE 69107744 T2 DE69107744 T2 DE 69107744T2 DE 69107744 T DE69107744 T DE 69107744T DE 69107744 T DE69107744 T DE 69107744T DE 69107744 T2 DE69107744 T2 DE 69107744T2
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DE
Germany
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hematite
concrete
radiation
cement
containers
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DE69107744T
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Jean-Paul Credoz
Jean-Marc Mercier
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Electricite de France SA
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Electricite de France SA
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    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/30—Oxides other than silica
    • C04B14/308—Iron oxide
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen strahlungsabschirmenden Schwerbeton, der zur Herstellung von Behältern für den Transport und die Lagerung radioaktiver Abfälle verwendet werden kann.
  • Die in den Kernzentralen produzierten radioaktiven Abfälle werden, gegebenenfalls falls Umwandlung, in Behältern transportiert und gelagert, die aus Beton sein sollen, sobald die Dosisleistung (radioaktive Messung) 200 mrem/h überschreitet. Jedoch sind die Behälter aus Beton gegenwärtig mit einer oder mehreren Auskleidungen aus Blei, Stahl oder gegebenenfalls anderen Metallen ausgestattet, was ihre Herstellung relativ kompliziert und kostspielig gestaltet (vgl. beispielsweise GB-A-2 132 814).
  • Weiterhin kennt man Schwerbeton, der Granulate aus natürlichem Gestein wie Basalt, Galenit, Hämatit, Nagnetit, Baryt usw. enthält und der zur Herstellung von industriellen Böden oder Sperren zum Schutz gegen Strahlung vorgesehen ist, aber nicht alle zur Realisierung von Behältern für radioaktive Produkte erforderlichen Eigenschaften aufweist (insbesondere mechanische Widerstandsfähigkeit und chemische Stabilität). Daher beschreibt EP-A-0264521 einen Schwerbeton (Dichte höher als 3,5) auf der Basis von Hämatit und Baryt, der in Behältern mit Wandungen aus Stahl verwendet werden kann.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung einer Schwerbeton-Zusammensetzung, die es ermöglicht, die metallische Auskleidung, insbesondere aus Blei und Stahl, die gegenwärtig den überwiegenden Teil des Strahlenschutzes bei Behältern aus Beton bildet, zu reduzieren oder vollständig zu ersetzen.
  • Dieses Ziel wird in Übereinstimmung mit der Erfindung durch die Herstellung eines Betons auf der Basis von stark zerteiltem Hämatit erreicht, bei Ausschluß jedes anderen Füllstoffes mit niedriger Dichte. Der Beton besitzt auf diese Weise eine hohe Dichte und verbesserte mechanische Eigenschaften.
  • Die Erfindung hat daher einen strahlungsabschirmenden Schwerbeton zu Gegenstand, der pro 1 m³ Beton enthält:
  • - 250 bis 400 kg Zement
  • - 120 bis 140 kg Wasser
  • - 1000 bis 1300 kg Hämatit 0/1 mm
  • - 900 bis 1000 kg Hämatit 0/5 mm
  • - 1700 bis 1800 kg Hämatit 8/25 mm,
  • und gegebenenfalls Zusatzstoffe bis zu 2 Gew.-% des Zements, wobei die Dichte dieses Betons über 4 liegt.
  • Der in dieser Zusammensetzung verwendete Zement kann dem Typ CPA oder CPJ der Klassen 45, 55 oder HP angehören (vgl. AFNOR-Normen NF P 15-301), aber jeder andere Zement ist ebenfalls verwendbar. Ein höherer Anteil an Zement würde nicht zu einer Erhöhung der mechanischen Widerstandsfähigkeit führen, sondern eine Erhöhung des Schrumpfens, ein Absinken der Dichte des Betons, die Überdosierung von Wasser und unnütze Mehrkosten mit sich bringen. Man bevorzugt, etwa 300 kg/m³ Zement mit insbesondere etwa 130 kg/m³ Wasser zu verwenden.
  • Der (die) Zusatzstoff(e) des Betons können insbesondere unter den Weichmachern (beispielsweise Durciplast ), den Fließmitteln (beispielsweise Sikafluid ), den Wasserbegrenzungs-Mitteln usw. ausgewählt werden. Diese Produkte sind dem Fachmann gut bekannt.
  • Der Hämatit mit drei verschiedenen Korngrößen, insbesondere von 0/1 mm, ermöglicht, dem Beton gemäß der Erfindung als hauptsächliches Merkmal die hohe Dichte zu verleihen, aber auch die chemische Stabilität und die mechanische Widerstandsfähigkeit, er ist nämlich bei seinem Entformen selbsttragend.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
    • BEISPIEL 1
  • Es wurde ein Beton mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt (pro 1 m³)
  • - Zement CPA 55 : 300 kg
  • - Wasser : 130 kg
  • - Hämatit 0/1 mm : 1125 kg
  • - Hämatit 0/5 mm : 902 kg
  • - Hämatit 8/25 mm : 1734 kg
  • - Weichmacher . 5 kg (Durciplast )
  • Die an dem frischen Beton gemessene Dichte betrug 4,22 (theoretische Dichte 4,20) . Diese Zusammensetzung weist eine ausreichende Plastizität auf, die aufgrund der Segregation während des Gießens ein gutes Einbringen in die Form und ein unverzügliches Entformen ermöglicht. Die verwendeten Granulate sind ausreichend chemisch inert, um im Verlauf der Zeit (Strahlenschutz höher als 300 Jahre) eine gute Stabilität einzuschätzen.
  • Mechanische Charakteristiken (bei 7 Tagen)
  • - Druck (Norm NF P 18-406) : 42 MPa
  • - Traktion durch Spalten (NF P 18-408) : 5,78 MPa
    • BEISPIEL 2
  • Es wurde ein Beton mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
  • - Zement CPA 55 : 300 kg
  • - Wasser : 130 kg
  • - Hämatit 0/1 mm : 1137 kg
  • - Mämatit 0/5 mm : 912 kg
  • - Hämatit 8/25 mm : 1712 kg
  • - Weichmacher : 5 kg
  • und mit einer Dichte von 4,2. Dieser Beton hat die gleichen mechanischen Charakteristiken wie der von Beispiel 1.
    • BEISPIEL 3
  • Es wurde ein Beton mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
  • - Zement CPA 55 : 280 kg
  • - Wasser : 125 kg
  • - Hämatit 0/1 mm : 1139 kg
  • - Hämatit 0/5 mm : 914 kg
  • - Hämatit 8/25 mm : 1762 kg
  • - Weichmacher : 5 kg
  • (Durciplast )
  • Dieser Beton besitzt eine Dichte von 4,22 und die gleichen mechanischen Charakteristiken wie der Beton in den vorstehenden Beispielen.
  • Der Beton gemäß der Erfindung kann zur Herstellung von Behältern für den Transport und die Lagerung von radioaktiven Abfällen verwendet werden, insbesondere als äußere Umhüllung (Schale) von Behältern, wie sie in der französischen Patentanmeldung No. 88.05090, hinterlegt am 18.04.88, beschrieben wurden. In diesem Beispiel beträgt das Nutzvolumen des Behälters 354 Liter, die Dicke des Betons der äußeren Schale (d = 4) 150 mm und die Dicke des Betons der Auskleidung (d = 5,4) 110 mm, sowie die Aktivität des umhüllten Abfalls von Co60 9620 Gbq/m³. Die Dosisleistung liegt unterhalb von 2 mSv/h (200 mrem/h) in Kontakt mit dem Behälter und unterhalb von 0,1 mSv/h in 2 m Abstand von diesem.
  • Außer der realisierbaren Wirtschaftlichkeit im Hinblick auf den Preis bei den mit Hilfe des Betons der Erfindung hergestellten Behältern sind die durch die Erfindung erreichten Vorteile wegen des Strahlenschutzes in dem Material des Behälters selbst integriert, was einen Zeitgewinn bei der Handhabung und eine Garantie für die Anwesenheit der Auskleidung (die rotbraune Farbe des Betons der Erfindung ist ein Indikator) mit sich bringt.

Claims (6)

1. Strahlungsabschirmender Schwerbeton, der pro 1 m³ Beton enthält:
- 250 bis 400 kg Zement
- 120 bis 140 kg Wasser
- 1000 bis 1300 kg Hämatit 0/1 mm
- 900 bis 1000 kg Hämatit 0/5 mm
- 1700 bis 1800 kg Hämatit 8/25 mm,
und gegebenenfalls Zusatzstoffe bis zu 2 Gew.-% des Zements, wobei die Dichte dieses Betons über 4 liegt.
2. Beton nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement dem Typ CPA oder CPJ der Klassen 45, 55 oder HP angehört.
3. Strahlungsabschirmender Schwerbeton, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung (pro m³):
- Zement CPA 55 : 300 kg
- Wasser : 130 kg
- Hämatit 0/1 mm : 1125 kg
- Hämatit 0/5 mm : 902 kg
- Hämatit 8/25 mm : 1734 kg
- Weichmacher : 5 kg
und durch eine Dichte von 4,2.
4. Strahlungsabschirmender Schwerbeton, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung (pro m³):
- Zement CPA 55 : 300 kg
- Wasser : 130 kg
- Hämatit 0/1 mm 1137 kg
- Hämatit 0/5 mm : 912 kg
- Hämatit 8/25 mm : 1712 kg
- Weichmacher : 5 kg
und durch eine Dichte von 4,2.
5. Strahlungsabschirmender Schwerbeton, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung (pro m³):
- Zement CPA 55 : 280 kg
- Wasser : 125 kg
- Hämatit 0/1 mm : 1139 kg
- Hämatit 0/5 mm : 914 kg
- Hämatit 8/25 mm : 1762 kg
- Weichmacher : 5 kg
und durch eine Dichte von 4,22.
6. Behälter für die Lagerung von radioaktiven Abfällen, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Beton nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 umfaßt.
DE69107744T 1990-09-14 1991-09-09 Strahlungsabschirmender Schwerbeton insbesondere verwendbar zur Herstellung von Behälter für radioaktiven Abfälle. Expired - Lifetime DE69107744T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9011401A FR2666925A1 (fr) 1990-09-14 1990-09-14 Beton lourd anti-radiations, utilisable notamment dans la fabrication de conteneurs pour dechets radioactifs.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69107744D1 DE69107744D1 (de) 1995-04-06
DE69107744T2 true DE69107744T2 (de) 1995-06-29

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DE69107744T Expired - Lifetime DE69107744T2 (de) 1990-09-14 1991-09-09 Strahlungsabschirmender Schwerbeton insbesondere verwendbar zur Herstellung von Behälter für radioaktiven Abfälle.

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EP (1) EP0475831B1 (de)
KR (1) KR920007000A (de)
CN (1) CN1059893A (de)
DE (1) DE69107744T2 (de)
ES (1) ES2071256T3 (de)
FR (1) FR2666925A1 (de)
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EP0475831A1 (de) 1992-03-18
CN1059893A (zh) 1992-04-01
FR2666925A1 (fr) 1992-03-20
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