DE10239946A1 - Behälter zum Transportieren und/oder Lagern von radioaktiven Stoffen, insbesondere abgebrannten Kernreaktorbrennelementen - Google Patents

Abstract

Ein Behälter zum Transportieren und/oder Lagern von radioaktiven Stoffen, insbesondere abgebrannten Kernreaktorelementen, besteht aus einem wärmeleitenden Material, insbesondere Gusseisen mit Kugelgraphit oder Stahl, und ist in seiner Mantelwandung (1) mit Moderatorbohrungen (2) versehen, die mit einem Neutronenmoderatormaterial (3) gefüllt sind. Bei einem solchen Behälter kommt man zu einer Verbesserung der Wärmeabfuhr von innen nach außen, ohne die Wirkung des Neutronenmoderatormaterials (3) zu stark zu beeinträchtigen, indem man die Moderatorbohrungen (2) zumindest im mittleren Bereich ihrer Länge mit einer Schicht (4) aus einem Material mit gegenüber dem Wandungsmaterial erhöhten Wärmeleitfähigkeit auskleidet.

Description

• Die Erfindung betrifft einen aus einem wärmeleitenden Material, insbesondere Gusseisen mit Kugelgraphit oder Stahl, bestehenden Behälter zum Transportieren und/oder Lagern von radioaktiven Stoffen, insbesondere abgebrannten Kernreaktorbrennelementen, mit in dessen Mantelwandung vorgesehenen, mit einem Neutronenmoderatormaterial gefüllten Moderatorbohrungen.
• Bei einem aus der Praxis bekannten, druckschriftlich nicht näher belegten Behälter der genannten Art sind die Moderatorbohrungen mit Polyethylen als Neutronenmoderatormaterial gefüllt, eben um die Moderation der Neutronen zu gewährleisten. Dieses Neutronenmaterial hat aber eine gegenüber der Wärmeleitfähigkeit des Grundmaterials vernachlässigbare Wärmeleitfähigkeit. Folglich behindern die Moderatörbohrungen bzw. das darin befindliche Moderatormaterial den Wärmefluss vom Behälterinneren zum Behälteräußeren. Der Wärmefluss kann nämlich praktisch nur durch die relativ dünnen Stege zwischen den Moderatorbohrungen erfolgen. Realisierung einer Temperaturanhebung ist praktisch nicht möglich, weil die Funktionsfähigkeit des Moderatormaterials nicht mehr gegeben wäre.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der eingangs genannten Art so auszubilden, dass er trotz der Moderatorbohrungen einen verbesserten Wärmefluss von innen nach außen gewährleistet.
• Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Moderatorbohrungen zumindest im mittleren Bereich ihrer Länge mit einer Schicht aus einem Material mit gegenüber dem Wandungsmaterial erhöhter Wärmeleitfähigkeit ausgekleidet sind.
• Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis aus, dass durch den Einsatz des Materials mit der erhöhten Wärmeleitfähigkeit der Wärmefluss von innen nach außen erhöht, demgegenüber die Wirkung des Moderatormaterials aber nur wenig vermindert ist.
• Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. Da bei Behältern der genannten Art der Temperaturverlauf über die Länge derart ist, dass die höchste Temperatur in der Mitte zwischen den Enden liegt, ist es an sich genügend, wenn die Moderatorbohrungen lediglich im mittleren Bereich ausgekleidet sind. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind jedoch die Moderatorbohrungen über ihre gesamte Länge mit der Schicht ausgekleidet. Als besonders empfehlenswertes Material hat sich Kupfer herausgestellt. Die genannte Schicht wird zweckmäßigerweise spaltlos an die Flächen der Moderatorbohrungen angeschlossen. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform besteht die Schicht aus einem eingepressten, eingeklebten oder eingelöteten Rohr. Auch eine Ausführungsform in Form einer Sprengplattierung ist möglich. Schließlich und endlich kann die Schicht auch aufgespritzt oder chemisch und/oder elektrolytisch aufgebracht sein.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur im Querschnitt einen Teil eines Behälters zeigt.
• Der in der Figur dargestellte Behälter dient zum Transportieren und/oder Lagern von radioaktiven Stoffen, insbesondere abgebrannten Kernreaktorbrennelementen, und besteht im Wesentlichen aus Gusseisen mit Kugelgraphit, einem wärmeleitendem Material. In der Mantelwandung 1 des Behälters sind Moderatorbohrungen 2 vorgesehen, die mit einem Neutronenmoderatormaterial 3, z. B. Polyethylen, gefüllt sind.
• Die Moderatorbohrungen 2 sind über ihre gesamte Länge mit einer Schicht 4 aus Kupfer ausgekleidet, das gegenüber dem Gusseisen mit Kugelgraphit eine wesentlich erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweist. Diese Schicht 4 ist im Ausführungsbeispiel als Rohr ausgeführt, das nach Einführen in die Moderatorbohrungen radial in die Neutronenmoderatorbohrung eingepresst ist.

Claims (7)

1. Aus einem wärmeleitendem Material, insbesondere Gusseisen mit Kugelgraphit oder Stahl bestehender Behälter zum Transportieren und/oder Lagern von radioaktiven Stoffen, insbesondere abgebrannten Kernreaktorbrennelementen, mit in dessen Mantelwandung (1) vorgesehenen, mit einem Neutronenmoderatormaterial (3) gefüllten Moderatorbohrungen (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Moderatorbohrungen (2) zumindest im mittleren Bereich ihrer Länge mit einer Schicht (4) aus einem Material mit gegenüber dem Wandungsmaterial erhöhter Wärmeleitfähigkeit ausgekleidet sind.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Moderatorbohrungen (2) über ihre gesamte Länge mit der Schicht (4) ausgekleidet sind.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4) aus Kupfer besteht.
4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4) spaltlos an die Fläche der Moderatorbohrungen (2) angeschlossen ist.
5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4) aus einem eingepressten, eingeklebten oder eingelöteten Rohr (4) besteht.
6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4) aus einer Sprengplattierung besteht.
7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4) aufgespritzt oder chemisch und/oder elektrolytisch aufgebracht ist.