CN108028085A - 放射性材料储存的废物储存库及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在岩层中存储放射性材料的储存库(1)，其中存在至少两个相互隔开的腔体系统(4，6)，并且其中第一腔体系统(4)形成用于容器(20)中的放射性材料的储存室(10)，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，其中所述岩层是多山地块(2)，其中所述第一和第二腔体系统(4，6)通过连接通道(14)在多个转变点处彼此连接，其中所述第一腔体系统(4)形成储存室(10)，在所述储存室中所述容器(20)自立并且即使所述储存室(10)被充满也使可接近且可移除的，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，所述访问系统允许永久访问并且被布置在距所述储存室(10)一定距离处使得所述访问系统(12)在所述第一腔体系统(4)的不同位置处形成用于访问储存室(10)的无辐射区域。

Description

放射性材料储存的废物储存库及其建造方法

技术领域

本发明涉及一种用于在干岩石中储存放射性和产热材料的废物储存库、用于生产放射性材料储存的废物储存库的方法以及多山地块作为废物储存库的用途，废物储存库包括被干燥的岩石材料包围并形成放射性材料储存库空间的至少一个腔体。

背景技术

由于它们最初仍然非常高的活性，乏燃料棒将在冷却池中被冷却，然后在被传送到最终的废物储存库地点之前，它们必须在适合放射性材料储存和运输的容器内中间储存数十年。中央中间储存库位于Ahaus和Gorleben。每个位置具有420个散货集装箱的容量。

例如在德国，中间存储容器可以留在中间储存库中最多40年。到最后这个时候，它们应该被运送到最后的废物储存库。

在再处理厂中对燃料棒进行再处理的情况下，将在玻璃中玻璃化的过程中产生高放射性的裂变产物。特别设计的玻璃化废物块容器由50厘米厚的不锈钢壁制成，并且也必须保存在中间存储器中衰减数十年，直到温度降至允许容器被带到最终储存库的点。

每年在30个国家的440个核电厂生产12000吨高放射性废物。2012年底，HLW(高放射性废物)在世界范围内累计达到320000吨。

专家的共同意见是，应该在深部地质构造中提供高放射性废物的最终处置。通过设置若干障碍物来确保对辐射的永久保护。第一道屏障属于技术性质，并且例如包括将HLW封闭在玻璃化废物块容器中和/或将HLW填充到由铁、不锈钢或铜制成的防辐射容器中。这些容器对核辐射良好隔绝，使得人们可以站在附近没有风险或损伤。在长期储存后，地质屏障应该生效，因为根据专家的说法，按照目前已知的概念，一段时间后的技术壁垒将因腐蚀而不再有效。如果地质障碍是有效的，根据所有目前已知的概念，一个绝对的先决条件是没有水将渗入最终储存库。水的存在会导致储存库自然环境的放射性污染。

HLW所发射的辐射将不会被排除在外，还会伴随气体的形成。这种气体形成对气密性容器中处理的废料的长期影响至今尚未完全了解。

世界范围内仅有的五种材料，即花岗岩、粘土、盐(盐杆)、Opalinuston和凝灰岩，是世界范围内唯一被认为是处理核废物的适宜的周围材料。只有在德国，例如在Gorleben，有盐杆仍然被认为是有用的材料。由于盐是水溶性的，并且由于不能排除在100万年的时间内有时水渗入地下盐秆中，所以对于最终处置核废物的盐杆具有适当的屏障功能是不可靠的。核废物的最终储存库所需的静态性质不能在盐杆的情况下得到长期的保证。

粘土是一种可塑性材料，并显示出太小的静态稳定性。在100万年的时间内，无法对粘土地层的空间变化做出任何可靠的预测。后来处置的核废物桶的回收实际上是不可能的。粘土通过高放射性和产产热能的核废物的干燥和开裂的结果将严重降低其静态特性和隔离核辐射的能力。因此，粘土地层不能用于高放射性和产热的核废物的最终处置。

从“Departementsserie 2008：73”(ISBN 978-91-38-23062-6)出版物中可知，花岗岩在瑞典和芬兰被用作储存低和中辐射级核废物的地下储存库。储存库位于地球表面以下最多100米处。

在瑞典和芬兰，高放射性和长期放射性核废物的最终储存库位于400-700米之间。他们没有充分地防止渗水。

在瑞士，Opalinston尽管其含水量为6.6％，孔隙率为18.3Vol％，仍然倾向于高放射性核废物的深度处理。

凝灰岩在美国被认为可用于高放射性核废物的最终处置。与花岗岩相比，凝灰岩相对较轻，柔软而多孔。

与最终储存库相关的损坏类别有三种：静态安全、渗水和损坏的容器。

在世界各地计划的所有高放射性核废物储存库都位于地表下、地下水和海平面以下。其通道是通过一个或两个向下倾斜的访问路线(管道或滑槽)。通常不打算在高放射性核废物已被处置之后取回，只有在困难的技术情况下才会有这种可能性，而且这将会涉及相当大的费用。

在3000米深度的处置将提供与生物圈更好的隔离，但会使长期的监视和取回变动几乎不可能。

目前世界上没有正在运营的高放射性和产热的核废物的最终储存库。

发明内容

因此，本发明的目的是为高放射性和产热的核废物提供安全和长期可行的最终储存库，确保放射性废物随时可以被监管和取回，并提供一个构建最终储存库的方法。

上述目的是通过权利要求1、权利要求13和权利要求18所限定的特征实现的。

本发明有利地提出，岩层是多山地块，其中第一和第二腔体系统通过在各个过渡点处的连接通道彼此连接，其中第一腔体系统形成储存室，在储存室中容器是独立式的并且即使当储存室完全充满时也是可接近且可移除的，并且第二腔体系统形成访问系统，该访问系统允许永久访问并且位于距储存室一定距离处，使得访问系统在第一腔体系统的不同位置处形成用于进入储存室的无辐射区域。

作为腔体，在多山地块中提供至少两个技术上和功能上独立的腔体系统，这些腔体系统通过在各个过渡点处的连接通道在空间上相互连接，其中第一腔体系统形成最终储存库，并且第二腔体系统形成访问系统，访问系统位于距最终储存库一定距离处，使得访问系统形成用于进入最终储存库的无辐射区域，该最终储存库在第一腔系统的不同位置独立于第一腔系统。

可以理解的是，多山地块最好是天然的多山地块。然而，按照所提出的发明的精神，也可以设想，多山地块是人造结构，例如由花岗岩块制成，或由花岗岩块或石块与耐久混凝土的混合物制成。在没有合适的岩层存在的情况下，这种构造是必要的。

此外，当然，虽然本发明涉及一种适用于无限期的放射性材料自存储的最终储存库，它更适合作为中间储存设施，并且适用于低放射性材料。

所提出的解决方案对于高放射性和产热的核废物的最终储存具有以下优点：

-在无限的时间内防止放射性辐射

-持久保存HLW容器(作为防止放射性辐射的第一项技术保护)，从而暂时无限制地防止辐射

-在未来的任何时间，例如在不到24小时的时间内，可以取回被分配给终端存储的任何单独的HWL容器

-未来随时可能重新处理高放射性废物，例如嬗变

-HLW容器的开放存储，以及在完整性、放射性、温度和湿度方面无限时地监视每个单独的最终储存容器的可能性

-无限时保证所有空间结构的静态安全

-由围绕储存库的整体式花岗岩引起的地震的安全性，其中，由于花岗岩的物理性质，不包括腔体系统的塌陷

-通过储存库的升高的位置超过所有可能的水位，从物理上防止最终储存库水，特别是地下水、海水、来自内陆湖泊的水、来自洪水泛滥的河流或海啸的水的洪水泛滥的可能性，

-将容器存放在距离地下水位和海平面以上和周围河流最大洪量计上方的最终储存库中

-空间扩大HLW的最终储存库的暂时无限的可能性

-无限时安全地接近和离开HLW的最终储存库

-可以随时通过安全、技术和功能独立的访问系统安全访问最终储存库的内部空间

-在被完全充满之后永久性的，即暂时无限制的被动功能，而不需要技术援助和/或人或电子控制或监视活动。

优选地，提出了两个腔体系统都被安装在岩层中，同时基本上彼此平行地延伸并具有大致向上的坡度。

平行布置可以确保在任何时候都可以访问储存库中的任何位置。腔体系统的向上坡度可靠地防止了水的聚集，此外使被动但不可避免的通风流入和通风流出成为可能。由于储存室的地面向上倾斜例如大约5％，在重力的作用下，会自动排出雨水或其他侵入的水。此外，通过腔体系统的通道的大致上升定向，为储存室和/或访问系统建立相应的被动通风流入和通风流出系统。被动通风流入和通风流出是通过以下方式实现的：向上方向的空气流使存储室中的HLW的永久被动散热，与通过下部入口和出口被动地供应新鲜空气相结合。在第一和/或第二腔体系统中的被动通风流入和通风流出可以进一步通过压力差以及下入口和出口与上出口之间的烟囱效应来实现。总而言之，无需人力或机械协助，充满的储存库就可以完全正常工作。特别是，不需要保持机器或电子控制系统准备好运行。

第一和/或第二腔体系统可各自包括下入口和出口。第一和/或第二腔体系统分别被设计为贯穿通道或隧道。

入口和出口可以用于进入和离开第一腔体系统和第二腔体系统。此外，入口和出口能够用于排出侵入第一或第二腔体系统内的水，同时将空气从周围环境供应到第一或第二腔体系统内。例如，入口和出口可以由栅格阻挡，例如，栅格结构的通道开口可以是可变的，因此允许控制通道气流。

根据一个优选实施例，第一和第二腔体系统各自包括在上端处的单独的出口，从而通向周围环境。

通过单独的出口，排气可以从第一和/或第二腔体系统分别排放到周围环境中。出口可以包括具有用于空气的可调节通道横截面的栅格，从而可以通过改变通道横截面来控制来自第一和/或第二腔体系统的排气流量。

连接轴不沿直线延伸，并基本上水平或相对于第一腔体系统向下倾斜。优选地，连接轴是弯曲的。连接轴的这种形状将防止在容器发生泄漏的情况下第二腔体系统的放射性污染。优选地，在连接通道中，可以设置封闭装置，例如门，或者可以设置闸门，其将防止处于关闭状态的第一腔体系统和第二腔体系统之间的流体交换，并且将允许在打开状态下进行这种交换。

岩层优选为结晶岩，例如整体式花岗岩岩石。

与其他天然材料相比，花岗岩由于其整体结构均匀，质量大，硬度高，弯曲拉伸强度高，特别适合于高放射性废物储存库的要求。花岗岩可以承受高达800℃的温度，不溶于水，耐盐，高度耐磨，并且许多花岗岩地层是永久耐候的。

至少作为储存空间的第一腔体系统包括确保散热的被动通风系统。优选地，用于最终储存库和用于安全通道的两个腔体系统都包括被动通风流入和通风流出系统，其将在没有主动通风系统的帮助下确保散热和持续供应新鲜空气。

第二腔系统位于离第一腔系统至少10米，优选12米的距离处。以这样的最小距离，在第二腔体系统中可以保证防止辐射。

第二腔体系统可平行或以垂直位移平行地延伸至第一腔体系统。第二腔体系统应当优选地平行于第一腔体系统延伸，并且从垂直透视来看，其基部处于第一腔体系统相同的高度或垂直地定位在第一腔体系统之上。

根据优选实施例，两个腔体系统可以包括预定间隔的通风流出通道，通风流出通道优选地以弯曲的轨迹延伸穿过岩层并且以向下的斜坡向外延伸。这些通风通道不可避免地在储存库中起到被动通风系统的作用。由于通风管道特殊设计的向下坡度和曲率，不会有水渗入，辐射也不会泄漏到外面。

根据一个特别优选的实施例，腔体系统被提供为螺旋形隧道系统，优选像双螺旋或多螺旋一样布置。进一步理解的是，隧道系统通常可以具有变化的横截面并且可以在螺旋中以多边形延伸。还应该理解的是，特别是第一腔体系统可以包括多个彼此平行延伸的隧道系统，这些隧道系统可以经由第二腔体系统，但是优选地从单个隧道系统进入。

第二腔体系统可以以节省空间的方式布置为访问系统，优选地形成内部部分。

至少第一腔体系统以及必要时还有连接通道应具有这样的宽度，使得具有放射性内容物的容器，特别是核废物容器，可以被运送到腔体系统的任何部分，并且如果可以在那里访问充满的储存库，并且以后也可以从那里被移除。

包含放射性材料的容器被设计为存储在距离地面区域一定距离处的第一腔体系统中。这确保了容器不会与水接触。

只要保证维持容器的通达性、排水性、通风量的流入和流出性以及回收性的基本前提条件，第一腔体系统也可以具有分支通道以扩大储存空间。

至少第一个腔体系统可以有温度、辐射和视觉监控的控制系统。

第一个腔体系统可以配备一个无人运输系统。

通风通道的流动横截面可以调节，从而可以控制或调节通风量。

根据本发明的方法，多山地块将被用作岩层，其中第一和第二腔体系统在多山地块块体的岩层中以隧道的形式构造并且通过在多个过渡点处的连接通道彼此连接。第一腔体系统被用作独立容器的最终储存库，当最终储存库腔室完全充满时，该独立容器是可接近且可移除的。第二腔系统被构造在距第一腔系统的这样的距离处，使得第二腔系统形成用于进入至少一个第一腔系统的不同位置的永久无辐射空间。

该腔体是以腔体复合体的形式构造的，其中至少两个技术上和功能上独立的腔体系统(彼此空间连接)是使用掘进机构造的。第一腔体系统将被用作最终储存库，并且第二腔体系统将用作访问第一腔体系统的不同点的访问系统，访问独立于第一腔体系统，其中第二腔系统将被构造成与第一腔系统存在一定距离，使得第二腔系统将形成永久性无辐射区。

优选地，这些腔体可以使用掘进机来构造，其中腔体系统不限于特定的隧道横截面并且还可以包含相对于隧道横截面的较大的室或分支隧道和旁路。

两个腔体系统将被切割成彼此大体平行的多山地块，基本上以向上的梯度。

连接轴被构造成不是笔直的，并且通常是水平的，或者是与第一腔体系统呈梯度的。

由于独立容器的散热和新鲜空气的供应，第一腔系统可以通过对流永久散热。

由于下部入口和出口与上出口之间的压力差，第二腔体系统可以经受永久的空气流动。

连接通道不是在直线方向上构造的，而是基本上水平地或以一定梯度地延伸到第一腔体系统。

优选地，对于第一腔体系统，弯曲的通风通道将以预定间隔构建，例如在每个地板上或每360°向外倾斜。

根据本发明的优选实施例，腔体系统将被构造成螺旋形并且优选为双螺旋的形式。

作为最终储存库的腔体系统应理解为适合于HLW的最终储存的连续腔体序列。这些腔体的尺寸使得运输车辆即使在达到满容器容量时也仍然能够操纵，并且每个容器，包括存储的容器，在任何时间点和无限时间内都能够保持可用。

使用多山地块作为HLW的最终储存库与多山地块中最终储存库的升高位置、储存库的几何形状(例如以双螺旋形状)以及技术上和功能上独立的安全访问系统和由此产生的逃生路线的组合并且使用能被永久监控并因此能够被保持固定的具有自立HLW容器的螺旋形状的确定性最终储存库，提供了特别的优点，即被动通风的流入和流出、容器无限时排水和物理可回收性。

可以通过减少通风通道的横截面来调节腔体系统的通风。

附图说明

以下，将更详细地解释本发明的示例性实施例：

附图示出：

图1是多山地块中的最终储存库的第一示例性实施例的示意性侧视图，

图2是最终储存库的第一示例性实施例的剖视图，

图3a、3b、3c是第一示例性实施例的腔体系统的剖视图，

图4是通过最终储存库的第二示例性实施例的示意性侧视图，

图5是第二示例性实施例的腔体系统的剖视图，

图6a、图6b、图6c是第二示例性实施例的腔体系统的剖视图，

图7是第一腔体系统的替代的示例性实施例，并且

图8是多山地块中的储存库的结构布局。

附图标记：

1 原子存储室

2 多山地块

4 第一腔体系统

6 第二腔体系统

8 水平面

10 最终储存室

12 访问系统

14 连接通道(在第一和第二腔体系统之间)

16 双螺旋

18 通风通道(第一腔体系统的)

19 通风通道(第二腔体系统的)

20 容器(用于核废物)

26 入口和出口(临时储存室的)

28 临时储存室

29 单独的室

30 下入口和出口(第一腔体系统的)

31 下入口和出口(第二腔体系统的)

32 平台

34a 地面(第一腔体系统的)

34b 地面(第二腔体系统的)

35 连接管道(用于从临时储存室到处理室)

36 分支(第一腔体系统的)

38 分支(第二腔体系统的)

40 上出口(第一腔体系统的)

41 上出口(第二腔体系统的)

44 共同的入口层

具体实施方式

高放射性和产热的核废物将被最终储存在多山地块2中的储存库1中，例如整体式花岗岩，在其一点突出于周围的地球表面之上。与其他已知的用于最终存储的地方相比，多山地块2中的这种结构布置为高放射性核废物的最终存储提供了相当多的优点，如下所述：

根据图1所示的优选示例性实施例，两个腔体系统4、6形式的储存库1类似于具有两个平行且优选地连续向上倾斜的隧道轴的双螺旋线16，所述隧道轴被向上驱动到多山地块2中。两个最初在空间上分开的螺旋将优选地在每个水平面8处通过水平和弯曲的连接轴14在空间上相互连接。第一腔体系统4形成具有高放射性和产热的核废物(HLW)的独立容器20的确定的最终储存库10。例如抛物线截面的第一腔体系统4内部的空间具有在例如12μm的底部处的横截面宽度，在中间，例如9m的高度，并且地板区域34a的坡度大约为5％。由于梯度的原因，每个级别8与相邻级别8相距安全距离(在结构和防辐射方面)。墙壁和天花板区域的横截面将由于结构原因而优选被构造成拱形(例如抛物线)。在水平截面中形成第一腔体系统4的内部界限的圆例如具有约150μm的直径。形成第一腔体系统4的外部界限的圆的直径例如为174μm。这将导致例如12m的第一腔体系统4的通道宽度。除了通向第一腔体系统4的下部入口和出口30之外，还设置有单独的入口和出口26到达多个新的容器入口20的多山地块2内的临时存储室28，使得这些容器可以经由连接通道35被单独地运输到第一腔体系统，容器20可以从容器的运输位置例如经由自动运输系统(未示出)被运输到指定的存储位置。第一和第二腔体系统4、6的下入口和出口30、31以及临时存储腔室28的入口和出口26基本上布置在共同的入口层44，通过它可以在下端到达核最终储存库1。为了技术工作的目的，例如为了重新包装放射性废物，或者为工作人员安装指挥和控制中心、办公室和休息室，可以在多山地块2内构建其他单独的室29。

具有例如抛物线横截面的第二优选内腔系统6用作访问系统12和疏散路径。这个区域是一个无辐射区域，确保安全访问最终储存库中的任何地点，并为核最终储存库1的整个生命周期提供永久可用的出口路径。第二腔体系统6位于第一腔体系统4内的至少6m，例如约12m的无障碍距离处。第二腔体系统6应基本上平行于第一腔体系统4延伸。第二腔体系统6例如可以具有在大约9m的底部处的横截面隧道宽度并且在中部处具有大约6m的高度处的横截面隧道宽度。如图4所示，第二腔体系统6也可以在第一腔体系统4的上方垂直移动。例如，第二腔体系统6的基部可以在第一腔体系统4的基部上方延伸约11m。通风通道18从每个水平面8上的第一腔体系统4向外延伸(每次达到360°后)，例如梯度为至少1.5％，优选具有轻微的弯曲。

根据一个改进的实施例，假设第二腔体系统6可以直接被构造成其最终构造，则可以在第二腔体系统6的上端仅构造一个设有出口41的通风通道。在这种情况下，第二腔体系统6将在通向开放大气的通风开口41中的上端终止。其优点在于，如图1所示，第二腔体系统6的基部将以与第一腔体系统4的基部相同的高度运行。例如，在第一腔体系统4和第二腔体系统6之间的每个高度8处的连接轴14将分别为大约12m长。

最终储存库1位于任何情况下远高于海平面的高度，并且例如至少高出地面水或泛洪河流能够最大限度地到达最终储存库1的周围的高度50m。

用于高放射性和产热的核废物的核最终储存库1设置在整体式花岗岩的多山地块2中。第一腔体系统4的最小壁厚，例如将形成确定的最终储存室10的隧道系统，应至少约6m。原则上，该几何结构中的最小壁厚可以自由确定并且也可以具有较大的尺寸。与迄今为止已知的所有其它概念不同，当HLW已经被最终储存在最终储存库1中时，主辐射防护罩将由容器20永久保持。这第一个技术屏蔽是由优选耐腐蚀的金属制成，并确保足够且永久的保护，以防止靠近人类的辐射。由于所述最终储存库1中的第一技术防辐射屏蔽层可以永久保持，所以岩层的防辐射效果作为附加的第二防辐射屏蔽层起作用。重要的是永久维护最终储存库1的空间结构。在花岗岩的情况下，这是保证很长一段时间。

用于高放射性和产热的核废物的核最终储存库1将被设置在优选为质量大、高硬度和高弯曲刚度的整体式花岗岩的多山地块2中。最终的储存库1的空间结构不会因地震而受到破坏。由于下入口30和出口31并且因此最终储存库1的进入高度44也位于最终储存库周围的地下水或泛洪河流可以到达的高度以上至少50米高度的海平面以上，所以排除了地震造成的水渗透。

壁厚至少为6米的整体式花岗岩由于其大的均匀质量和高硬度提供永久保护以防止可能的飞机撞击。由于其高硬度和均匀的质量、硬度和抗弯刚度高，整体式花岗岩提供了最高的结构安全性。其空间结构的崩溃对所有意图和目的都不可行。

最终储存库1的容量将根据计划在那里最终储存的高放射性和产热的核废物的量来确定。在德国，直到核电发电结束，这将达到约1万吨的核废物。这相当于今天的大约3000个容器模型。

如果需要的话，最终储存库1的容量可以扩大，因为采矿机械，例如隧道机械可以保持在隧道上端的最终储存库1中完全运行。

第二腔体系统6和连接轴14将被设计成使得在任何时候都可以确保采矿机器和所有必要备件的永久供应。第一腔体系统4中的采矿工作应优选地位于具有核废物的最终存储的容器20之前的一个水平面(360°)。作为附加的安全措施，可以提供从第一腔体系统4中的延伸区域临时存储的最终存储的容器20的临时壁。

包含在容器20和桶中的高放射性核废物由于连续的分解过程而产生大量的热量，所述热量通过容器20的表面散发到第一腔体系统4中的空气。永久产生的热量是通过对流不断传递热量的气流的电机。不过，与此无关的是，由于最终储存库1的下部入口和出口30、31的区域与最终储存库1的位于较高位置的通风流出导管18、19以及出口40、31之间存在的压力差，会产生连续的气流，最终储存库由于高度差而位于气压较低的区域(烟囱效应)。通风流出通道18、19优选地位于岩石的相应最薄区域中的至少第一腔体系统4以及可选地也位于第二腔体系统6的每个高度上，从相应腔体系统的最高点开始4、6-并在向外弯曲的通道上稍稍倾斜。向外的梯度确保没有来自外部的水侵入腔体系统4、6。通风流出导管18的弯曲通道被设计为使得来自第一腔体系统4的直接辐射不能够向外穿透。通风流出通道18、19和上出口40、41的直径和高度应该例如为2.20m，使得它们也可以用作紧急出口。第二腔体系统6的通风流出通道19和上出口41可以以相同的方式构造。每个通风流出管道18、19和上出口40、41在其外部区域可以配备有由非常稳定的材料制成的可控或可调整的层状帘，如碳纤维化合物，从而可以在最终储存库的每个区域调节新鲜空气的传热和供应。通风流出导管18和19以及上出口40、41以及下部入口30和出口31的尺寸将被选择为确保空气的被动循环和相应排出(没有通风机风扇)。

新鲜空气通过下入口30和下出口31的持续供应是永久传热和烟囱效应的直接结果。与通过通风流出通道18、19和上出口40、41被动地向外传送空气的程度相同，新鲜空气将在最终储存库1的腔体系统4、6的基部处的下部入口30和出口31的区域中流入第一腔体系统4和第二腔体系统6中。入口和出口30、31优选地被具有可调节横截面的栅格阻挡，其中进入腔体系统4、6的气流可以通过调节通道横截面来调节。

最终储存库1在多山地块2中的高度位置可靠地防止地下水、海平面上升、临时性洪水或海啸的洪水。可能通过裂缝渗入第一或第二腔体系统4、6的雨水将向外传递，因为进出口30、31直接在入口水平面44上的底部或通过通风流出导管18、19(被动地操作系统而没有任何附加的设备，例如泵的安装)连续地向下倾斜。由于容器20的永久保护作用，任何可能逸出的水都不会与存储的核废物接触，因此不会被污染。如果需要，可以分析。

由铁、铜或不锈钢制成的容器20的防腐保护用于高度放射性和产热的核废物的最终存储是由于缺水而产生的条件。由于最终储存库1的高度，泛洪是不可能的。少量的雨水可以通过储存库的花岗岩结构中的裂缝渗入到第一和第二腔体系统4、6中。由于腔体系统4、6的向下倾斜，这些少量的雨水将被向下传送到腔体系统4、6的访问水平面44上的下部入口和出口30、31的区域中，并且可以通过下部入口30和出口31排出。然而，由于强劲的空气流通和高温，侵入的雨水中的少量雨水将更有可能蒸发，并随抽出的空气向外输送。不会对水造成污染。

由于花岗岩的物理特性、储存库1的高度、连续上升的双螺旋的几何形状、被动的热量和水的排放以及新鲜空气的不停供应，实现了永久性地确保最终储存库1的最终储存室10的进入和离开。

由于预定用于最终储存具有高度放射性的核废物的容器20放置并自立在第一腔体系统4的中间的平台32上，例如通过照相机进行永久的视觉监视以及通过固定测量装置的具有传感器和辐射监视的温度控制是可行的。在发生损坏的情况下，可以立即取回并固定容器20。也可以不间断地测量空气质量、流速和空气湿度。

储存库的尺寸是这样的，即使在完全充满之后，其永久功能也得到保护，而不需要使用诸如泵、通风器或人类活动之类的附加技术。

预定用于最终储存的具有HLW废物的容器20被放置在第一腔体系统4中的向上导向的最终储存室10的中央区域中，优选在由花岗岩块制成的平台32上，平台在第一腔体系统4的地面34a上方延伸至少20cm。优选固定在地面34a上的平台32具有例如5m×10m的尺寸，并允许容器20的水平储存，尽管有轻微上升的地面34a。可以在平台32周围操纵特殊车辆，并且如果需要的话，拿起并移除每个存储的容器20。每个单独的容器20可以在短时间内例如在少于24小时内被回收。平台32之间的距离例如是3.5米。

未来，嬗变技术可能有助于以更快的速度和永久性减少核废物的高度活跃的辐射。目前这个过程还处于发展阶段。因此，以后有机会取回已经存放的核废物以消除或减少高度活跃的辐射。所描述的最终储存库1提供暂时无限的可能性来取回和重新处理已存放的高放射性核废物。

预定用于最终储存的新到达的容器20将首先经由单独的入口和出口26输送到位于腔体系统4的下部入口和出口30旁边的专用临时储存室28中。所述临时储存室28可以用作具有核废物的容器20的最终储存室10的缓冲储存位置。所述腔室通过短的连接管道35连接到第一腔体系统4的最下面的起始点，即最终的储存室10。各个容器20或桶将借助于专用叉车装载到第一腔体系统4的起始点处的专用车辆上。该车辆将自动地将预定用于终端存储的容器20运送到其将被最终存储的高度。优选电动车辆的转向可以例如通过引导系统来执行，其类似于用于残疾人的楼梯升降机安装在第一腔体系统4的外壁上，和/或通过光学控制和/或通过激光引导来执行。

当具有容器20的优选无人操作且电动的车辆已经到达最终存储位置时，容器20将由专门的运输车辆接管，运输车辆可单独运动且优选电动，并且将被定位在预定的最终存储位置。

在腔体系统4、6的描述中提到的示例性尺寸在所需的10000吨存储容量的情况下将需要大约七个等级8的总体结构高度。其中，最后的储存室10将占据五层8，并且分别将一个没有容器20的一层8用作最终空间，以在上部区域和下部区域中提供安全距离。

图1至3示出了一个优选的示例性实施例，其中腔体系统4、6彼此平行地延伸并且各自布置在同一平面上，如从图1和图3c中最清楚可见的。

图4至图6示出了另一示例性实施例，其中腔体系统4、6彼此平行地延伸，但相对于彼此垂直地偏移，以便在不同的平面上延伸。如从图3b和图6b中最清楚地看到的，腔体系统4、6的地表面34a、34b具有约5％的相应的(优选地连续的)向上的梯度。

如果在访问系统12的上端设有具有上出口41的通风流出通道19(例如通往外侧)或者如果访问系统12通往外侧周围环境，则可以省略第二腔体系统6的通风流出通道。

图3c和6c分别示出了第一和第二示例性实施例的腔体系统4、6的垂直截面图，而图3a、3b、6a和6b分别示出了在第一腔体系统4的纵向方向上的水平和竖直平面。

图7示出了第一腔体系统4的变体，其中通过例如以旁路的方式提供分支36、38，形成额外的最终储存空间10。当然，也可以将多个腔体系统4分配给单独的腔体系统6。例如，多个相互平行或平行且垂直偏移的，优选为螺旋形状的最终储存室10可以被分配给相应的访问系统12。

图8示出了多山地块中储存库1的布置。

Claims (18)

1.一种用于在岩层中存储放射性材料的储存库(1)，其中提供至少两个相互隔开的腔体系统(4，6)，并且其中第一腔体系统(4)形成用于容器(20)中的放射性材料的储存室(10)，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，

其特征在于，

所述岩层是多山地块(2)，其中所述第一和第二腔体系统(4，6)通过连接通道(14)在多个转变点处彼此连接，其中所述第一腔体系统(4)形成储存室(10)，在所述储存室中所述容器(20)自立并且即使所述储存室(10)被充满也使可接近且可移除的，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，所述访问系统允许永久访问并且被布置在距所述储存室(10)一定距离处使得所述访问系统(12)在所述第一腔体系统(4)的不同位置处形成用于访问储存室(10)的无辐射区域。

2.根据权利要求1所述的储存库(1)，其特征在于，两个腔体系统(4，6)基本上彼此平行地延伸并且基本上向上倾斜地形成在所述多山地块(2)中。

3.根据权利要求1或2所述的储存库(1)，其特征在于，所述第一和/或第二腔体系统(4，6)各自包括相应单独的下入口和出口(30、31)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述第一腔体系统和/或所述第二腔体系统(4，6)在上端处包括进入自由的环境的单独的上出口(40，41)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述连接通道(14)和所述腔体系统(4，6)至少部分为隧道形状，所述连接通道(14)不以直线取向延伸，并基本上水平或向下倾斜地延伸到所述第一腔体系统(4)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述腔体系统(4，6)各自包括至少一个被动通风系统。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述第二腔系统(6)在相同高度处平行于所述第一腔系统(4)延伸，或者垂直定位在所述第一腔体系统(4)的上方。

8.根据权利要求6或7中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述通气系统包括间隔开预定间距的通风(18)通道，所述通风通道优选地以弯曲的轨迹延伸穿过所述岩层(2)并且向下倾斜至外部。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述腔体系统(4，6)以螺旋形构造布置并且优选以双螺旋(16)或多螺旋的形式布置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述第二腔体系统(6)相对于所述第一腔体系统(4)布置在内部位置处。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，至少所述第一腔系统(4)具有这样的宽度使得具有放射性内容物的容器(20)，尤其是核废物容器，能够被运送到所述第一腔体系统(4)的任何部分，并且即使当所述储存室(10)被充满时，也能够在那里触及并且从那里移除。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述第一腔系统(4)能够包括分支通道。

13.一种用于制造将容纳在容器(20)中的放射性材料存储在岩层中的储存库(1)的方法，通过产生由岩石物质包围的至少两个相互隔开的腔体系统(4，6)，其中所述第一腔体系统(4)用作容器(20)的储存室(10)并且所述第二腔体系统(6)用作访问系统(12)，

其特征在于，

所述第一和第二腔体系统(4，6)在多山地块(2)的岩层中以隧道的方式构造并且经由连接通道(14)在多个过渡点处彼此连接，其中，所述第一腔体系统(4)被用作用于自立容器(20)的储存室(10)并且即使所述储存室(10)被充满也使可接近且可移除的，并且其中所述第二腔体系统(6)被构造在距所述第一腔体系统(4)一定距离处，使得所述第二腔体系统(6)形成用于访问所述至少一个第一腔体系统(4)的不同位置的永久无辐射区域。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，两个腔体系统(4，6)基本上彼此平行地延伸并且基本上向上倾斜地形成在所述多山地块(2)中。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述第一腔体系统(4)通过由自立式容器(20)放热并供应新鲜空气而实现的对流而永久散热。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，腔体系统(4，6)之间的连接通道(14)不是以直线方向构造的，而是以基本上水平地或以一梯度向第一腔体系统(4)延伸的。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述的第一腔体系统(4)按预定间隔强制布置，所述的第二腔系统(6)至少在外向排气通道的上端开启。

18.一种利用岩层，尤其是花岗岩形成权利要求1至12中任一项所述的储存库的用途。