DE102012204348B3

DE102012204348B3 - Verfahren zum Entsorgen eines radioaktiven Sekundärabfalles

Info

Publication number: DE102012204348B3
Application number: DE102012204348A
Authority: DE
Inventors: Hans-Uwe Arnold; Jan Hendrik Bruhn
Original assignee: Areva GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2013-06-13
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: JP2013195427A; CH706308A2

Abstract

Bei einem Verfahren zum Entsorgen eines radioaktiven Sekundärabfalles (S), der beim Zerlegen einer Komponente einer nuklearen Anlage mit einem Schneidverfahren entsteht, das mit einem Gemisch aus Wasser und einem dem Wasser beigemischten Abrasivmittel durchgeführt wird, wird der Sekundärabfall (S) einem Reinbeton (R) beigemischt, mit dem ein für die Endlagerung mit radioaktivem Primärabfall bestückter Behälter (2) vergossen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entsorgen eines radioaktiven Sekundärabfalles, der beim Zerlegen einer Komponente einer nuklearen Anlage mit einem Schneidverfahren entsteht, das mit einem unter Hochdruck zugeführten Gemisch aus Wasser und einem dem Wasser beigemischten Abrasivmittel durchgeführt wird.
Beim Rückbau einer nuklearen Anlage müssen stark kontaminierte bzw. aktivierte Komponenten, beispielsweise der Reaktordruckbehälter sowie die in ihm befindlichen Einbauten aus Gründen des Strahlenschutzes unter Wasser mit thermischen oder mechanischen Trennverfahren zerlegt werden. Neben weiteren sogenannten kalten mechanischen Trennverfahren, beispielsweise Sägen oder Fräsen wird auch ein als Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidverfahren oder Wasser-Abrasiv-Injektions-Schneidverfahren bezeichnetes Trennverfahren eingesetzt, bei dem Wasser und ein dem Wasser beigemischtes Abrasivmittel mit Druck beaufschlagt und zur Zerlegung der Komponente eingesetzt wird. Beim Durchtrennen entsteht durch die Mitnahme von Schnittfugenmaterial ein Gemisch aus Abrasivmittel und kontaminiertem bzw. aktiviertem metallischem Material. Die Vorteile dieser abgekürzt als WASS bzw. WAIS bezeichneten Trennverfahren sind in einer hohen Flexibilität sowie einer Unempfindlichkeit gegenüber mechanischen Spannungen zu sehen, die in den Schweißkonstruktionen der Komponenten während des Zerlegens frei werden und insbesondere bei Sägeverfahren zum Verklemmen des Sägeblattes oder Sägebandes führen können.
Wesentlicher Nachteil des Wasserstrahlschneidens ist jedoch der dabei entstehende Sekundärabfall, der aus dem Abrasivmittel sowie dem beim Schneiden abgetragenen Fugenmaterial gebildet ist und dessen Gewicht in ungünstigen Fällen etwa dieselbe Größenordnung hat wie das Eigengewicht der zerlegten Komponente. Dieser Sekundärabfall wird im Zerlegebereich vom Beckenboden mit einem Hydrozyklon abgesaugt und in diesem durch Fliehkraftabscheidung abgeschieden. Da das abgeschiedene Gemisch neben dem Abrasivmittel, in der Regel Quarzsand auch kontaminiertes bzw. aktiviertes Material aus der Schnittfuge enthält, muss es als radioaktiver Abfall entsorgt werden, wobei ein beträchtlicher Aufwand für die Konditionierung und eine erhebliche Anzahl von Endlagergebinden benötigt wird.
Aus der DE 39 01 783 A1 und der DE 40 23 118 A1 ist es grundsätzlich bekannt, aus schwach kontaminiertem Bauschutt aus dem Abriss einer kerntechnischen Anlage nicht zerkleinerbare und nicht betonbildende Teile auszusortieren und die verbleibenden Teile mit Zement zu einem Beton zu verarbeiten, der dann vor dem Abbinden in Sammelbehälter eingefüllt wird, in die bereits sperrige radioaktive Abfälle eingebracht sind. Ein ähnliches Verfahren wird auch in der WO 00/77793 A1 vorgeschlagen, bei dem radioaktive Materialien, insbesondere Reaktorgraphit, entsorgt werden, indem diese zur Herstellung eines Giess- oder Verfüllmörtels verwendet werden, der wiederum zum Verfüllen von mit radioaktivem Abfall beladenen Behältern dient.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem radioaktiver Sekundärabfall, der beim Zerlegen einer Komponente einer nuklearen Anlage mit einem Gemisch aus Wasser und einem dem Wasser beigemischten Abrasivmittel durchgeführten Schneidverfahren entsteht, mit deutlich verringertem Aufwand entsorgt werden kann.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bei diesem Verfahren wird der radioaktive Sekundärabfall, der aus einem Gemisch aus Abrasivmittel und Material aus der Schnittfuge der zerlegten Komponente besteht, abgesaugt und in einem Abscheider mechanisch abgeschieden und einem Reinbeton als riesel- oder fließfähiges Gemisch aus Abrasivmittel und Fugenmaterial ohne vorhergehende Trocknung beigemischt, mit dem ein für die Endlagerung mit radioaktivem Primärabfall bestückter Behälter vergossen wird.
Die Erfindung beruht dabei auf der Überlegung, dass es möglich ist, das bei der Zerlegung anfallende und insbesondere im Rahmen einer Säuberung des Zerlegebeckens abgesaugte und in einem Abscheider, insbesondere in einem Fliehkraftabscheider, mechanisch abgeschiedene Gemisch aus Abrasivmittel und Schnittfugenmaterial dem zum Vergießen des mit radioaktivem Primärabfall bestückten, zur End- oder Zwischenlagerung vorgesehenen Behälter verwendeten Reinbeton, d. h. radioaktiv nicht kontaminierten Beton, in einem die Einhaltung der geltenden Strahlenschutzvorgaben gewährleistenden Ausmaß beizumischen, so dass der Aufwand und Lagerbedarf zur Entsorgung des beim WASS- bzw. WAIS-Verfahren entstehenden radioaktiven Sekundärabfalles verringert ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Sekundärabfall mit dem Reinbeton in einem Extruder vermischt und mit diesem dem Behälter zugeführt.
Vorzugsweise wird der Sekundärabfall dem Reinbeton in einem solchen Ausmaß zugeführt, dass die Bruchfestigkeit des aus Sekundärabfall und Reinbeton bestehenden Mischbetons nach dem Aushärten wenigstens 10 N/mm² beträgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Behälter in seinem oberen Bereich mit Reinbeton befüllt, um nicht nur die Dosisleistung außerhalb des Behälters zu reduzieren, sondern insbesondere einen kontaminationsfreien Abschluss gegenüber einem den Behälter lösbar verschließenden Deckel zu gewährleisten.
Bei dem Behälter handelt es sich vorzugsweise um einen Stahlbehälter, der an seinen Innenwänden mit Reinbeton vorbetoniert ist.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Figur verwiesen, die einen Behälter während des Befüllens mit dem erfindungsgemäßen Betongemisch in einem schematischen Querschnitt zeigt.
Gemäß dieser Figur sind in einem Behälter 2, der im Wesentlichen die Form eines rechteckigen Kastens aufweist, eine Vielzahl von vorzerlegten Schnittstücken 4 aus der Zerlegung einer Komponente einer nuklearen Anlage eingebracht. Der Behälter 2 besteht aus einem Stahlmantel 6, der an seiner Innenwand mit einer 5 bis 15 cm dicken Schicht aus Reinbeton versehen ist. Die zwischen den Schnittstücken 4 vorhandenen Hohlräume 8 werden mit einem erfindungsgemäßen Betongemisch 10 verfüllt, das aus Reinbeton R und einem Abrasivmittel und Schnittfugenmaterial enthaltenden Sekundärabfall S zusammengesetzt ist. Hierzu wird dem in einem Extruder 12 geführten fließfähigen Reinbeton R der Sekundärabfall S zudosiert und über einen flexiblen Schlauch 14 fernbedient in den Behälter 2 geleitet. Bei Erreichen einer vorgegebenen Füllhöhe H, die kleiner ist als die maximal mögliche Füllhöhe wird die Zufuhr von Sekundärabfall S gestoppt. Der Behälter 2 wird in seinem oberen Bereich B durch eine Schicht aus Reinbeton R versiegelt, damit kontaminierter Betongemisch 10 sich auch dann nicht am Außenbereich befindet, wenn in einem äußerst unwahrscheinlichen Fall der in der Regel ebenfalls vorbetonierte Deckel verloren geht.

Claims

Verfahren zum Entsorgen eines radioaktiven Sekundärabfalles, der beim Zerlegen einer Komponente einer nuklearen Anlage mit einem Schneidverfahren entsteht, das mit einem Gemisch aus Wasser und einem dem Wasser beigemischten Abrasivmittel durchgeführt wird, bei dem der beim Schneiden entstehende Sekundärabfall (S) abgesaugt, in einem Abscheider mechanisch abgeschieden und einem Reinbeton (R) als riesel- oder fließfähiges Gemisch aus Abrasivmittel und Fugenmaterial ohne vorhergehende Trocknung beigemischt wird, mit dem ein für die Endlagerung mit radioaktivem Primärabfall bestückter Behälter (2) vergossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Sekundärabfall (S) mit dem Reinbeton (R) in einem Extruder (12) vermischt und mit diesem dem Behälter (2) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bruchfestigkeit des aus Sekundärabfall (S) und Reinbeton (R) bestehenden Betongemisches (10) nach dem Aushärten wenigsten 10 N/mm² beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Behälter (2) in seinem oberen Bereich mit Reinbeton (R) verfüllt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Behälter (2) ein Stahlbehälter ist, der an seiner Innenwand mit Reinbeton (R) vorbetoniert ist.