DE1042780B

DE1042780B - Verfahren zur Zerstoerung radioaktiver Abfaelle

Info

Publication number: DE1042780B
Application number: DEV11788A
Authority: DE
Inventors: Louis Verschraeghen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-01-27
Filing date: 1957-01-17
Publication date: 1958-11-06
Also published as: BE544752A; GB802971A; FR1168382A; BE553519A

Description

Behälter aus Beton. Stahl und/oder Blei eingeschlossen _ΤΓ , . „_τ . τ^-τ -^t _τ^ .-. τ.» υ τ,,-, _r .,, · j .,. j -vr χ τ. j Vertreter: Dr.-Ιησ. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schonwald,

hat, deren Gewicht mindestens das Neunfache des 10 ^M > a

Dipl.-Chem. Dr. phil. H. Siebeneicher

und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,

Köln 1, Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 27. Januar und 18. Dezember 1956

Louis Verschraeghen, Audenarde (Belgien),
ist als Erfinder genannt worden

Gewichtes des Rückstandes beträgt und die eine dauernde Verunreinigungsgefahr darstellen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird diese Notwendigkeit überflüssig. Die radioaktiven Abfälle werden einer Reihe von Vorgängen unterworfen, bei 15 denen man sie mit elektromagnetischen oder korpuskularen Strahlen behandelt, so daß die radioaktiven Substanzen in stabile Isotope oder in Isotope mit kurzlebiger Radioaktivität umgewandelt werden, und dann diese Isotope von den Abfallresten durch physikalische, chemische oder 20 physikalisch-chemische Fraktionierung abtrennt. Je nach

der Natur der radioaktiven Abfälle werden diese in einem

Atomreaktor oder einem Teilchenbeschleuniger behandelt

oder der aus einem Atomreaktor oder einem Teilchen- 2

beschleuniger austretenden Strahlung ausgesetzt. Wenn 25 rji_e radioaktiven Abfälle, die gegebenenfalls auf die die Abfallreste nach Abtrennung der stabilen Isotope noch vorstehend beschriebene Weise gereinigt worden sind, eine störende Radioaktivität besitzen, werden sie je nach- können auf verschiedene Weise bestrahlt werden, beidem den radioaktiven Abfallresten eines neuen Ansatzes spielsweise indem man sie in die im Inneren eines homozugegeben oder einer anderen Strahlung ausgesetzt. genen Reaktors angebrachten Rohre einführt, oder indem Die Umwandlung der radioaktiven Abfälle in stabile 30 man sie zu den aktiven, einen homogenen Reaktor durch- oder schnell stabil werdende Isotope erfolgt durch Atom- laufenden Massen gibt, wenn sie als Gas, Flüssigkeit oder spaltung, durch Kernfusion oder durch einfache Trans- Lösung vorliegen, oder indem man sie in Kontrollstäbe mutation, je nach der vorwiegenden Beschaffenheit der einträgt, wenn es sich um Feststoffe handelt. Die zu im Abfall vorliegenden radioaktiven Atome und unter behandelnden Rückstände können auch in direkte BeBerücksichtigung der Art der Strahlung sowie deren 35 rührung mit den Spaltprodukten des Reaktors gebracht Energieschwelle. Vorzugsweise wählt man unter den werden und, beispielsweise bei Verwendung eines heterovielen möglichen Kernreaktionen diejenigen, die in einem genen Reaktors, in eigens für diesen Zweck vorgesehenen gegebenen Fall Energie abgeben, so daß die beim Ver- Hohlräumen in Brennstoffstäben oder selbst in Graphit fahren erzeugte Energie wiedergewonnen werden kann. untergebracht werden, wenn die verlangsamten Neu-Selbstverständlich müssen Kernreaktionen vermieden 40 tronen dem vorgesehenen Zweck entsprechen. Die Bewerden, bei denen radioaktive Isotope entstehen, die handlung gasförmiger oder flüssiger radioaktiver Abfälle während einer langen Zerfallszeit schädlich sind. In erfolgt vorteilhafterweise kontinuierlich, während feste bestimmten Fällen ist man daher sogar gezwungen, von Abfälle meist absatzweise behandelt werden, den radioaktiven Abfällen zuvor die Bestandteile ab- Wenn bei der Reaktion Elemente entstehen, die den

zutrennen, die bei der Behandlung Isotope bilden wurden, 45 Reaktor schnell vergiften würden, werden die Abfälle die den Ausgangsisotopen entsprechen. Aus demselben vorteilhafterweise an der Peripherie zwischen die aktive Grund müssen auch von den radioaktiven Rückständen Masse und einen Reflektor gelegt, zuvor Verbindungen mit stabilen Atomen abgetrennt Die Abtrennung der stabilen Isotope un'd/oder der

werden, die bei der Behandlung in radioaktive Atome Isotope mit kurzlebiger Radioaktivität, die unter der umgewandelt werden können. Das erfindungsgemäße 50 Einwirkung der Strahlung entstanden sind, von den Verfahren ist also in allen Fällen geeignet, in denen die Abfallresten kann durch jedes geeignete chemische, physi-

radioaktiven Abfälle im ganzen entweder in stabile
Isotope oder in Isotope mit einer kürzeren Zerfallszeit
als die der Abfälle umgewandelt werden.

kausche oder chemisch-physikalische Verfahren erfolgen, vorausgesetzt, daß hierbei nicht in den Abfallrest Reaktionsbestandteile eingeführt werden, die selbst radio-

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aktive Isotope bilden oder das Funktionieren des Reaktors stören, wenn die Abfälle erneut Strahlungen ausgesetzt werden.

In den nachstehenden Beispielen werden einige der zahlreichen Ausführangsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Einfachheitshalber sind sie auf Kernreaktionen beschränkt, bei denen eine Atomspaltung oder eine Atomumwandlung durch Kernfusion oder Transmutation erfolgt, und die mit Neutronen (n) und Helium (He⁴) leicht durchgeführt werden können. Aus Gründen der Klarheit werden nur die im Verlauf der Reaktionen in Form von Positronen (e⁺) und Elektronen (e~) ausgesandten Strahlungen angegeben. Die Zahlen unter den radioaktiven Elementen beziehen sich auf die Halbwertszeiten, wie sie in der Arbeit von James M. Cork, Dunold 1949, angegeben sind; sie werden in Sekunden (see), Minuten (min), Stunden (h), Tagen und Jahren ausgedrückt.

Beispiel 1

Radioaktives Blei Pb²⁰⁵ wird in einem Neutronenfluß ausgesetzt. Durch Spaltung entsteht stabiles Rh¹⁰³ gemäß folgender Reaktionsgleichung:

Pb²⁰⁵ + η
51,5 Tage

->- Rh¹⁰³ + Rh¹⁰³
stabil

Diese Umwandlung ist von sekundären Spaltreaktionen begleitet, nämlich

p_b205

51,5 Tage

Rh¹⁰² + η
210 Tage

Rh¹⁰* —
4,2 Min.

Rh¹⁰² + Rh¹⁰*
210 Tage 4,2 Min.

stabil

Rh¹⁰⁴ 4,4 Sek.

Pd¹⁰⁴
stabil,

35

die ebenfalls zur Bildung stabiler Isotope führen, so daß das Pb²⁰⁵ der radioaktiven Abfälle unter der Einwirkung eines Neutronenflusses durch Spalten in eine Mischung von stabilen Isotopen von Rh¹⁰³ und Pd¹⁰⁴ umgewandelt wird.

Beispiel 2

Durch einen Fusionsvorgang wird radioaktives Pb²⁰⁵ *·> mit He⁴ in stabiles Bi²⁰⁹ umgewandelt entsprechend den Gleichungen

82

,Pb²⁰⁵

2e⁺

51,5 Tage

S₂
3Std.

_SBi²»⁹
stabil

Beispiel 4

Radioaktives Pb²⁰⁵ wird durch einfache Transmutation in stabiles Pb umgewandelt:

51,5 Tage

Pb 206

stabil Gleichzeitig kann folgende Umsetzung erfolgen: e⁺

Pb²⁰⁵ 4- % >- "P1206

51,5 Tage 3,5 Jahre

ß—

^206 ι _n ^ "P2207 y_ Pb²⁰⁷

3,5 Jahre (AcC")4,76min stabil

Beispiel 5

Unter der Einwirkung eines Neutronenflusses wird radioaktives Sr⁸⁵ in Sr⁸⁶ oder stabiles Rb⁸⁵ gemäß der einen oder anderen der nachfolgenden Gleichungen umgewandelt :

Sr⁸⁵ + η —> Sr⁸⁶ 65 Tage stabil

Sr^8B + η
65 Tage

Rb⁸⁵ + H¹ stabil

Claims

PATENTANSPRÜCHE;

1. Verfahren zur Zerstörung radioaktiver Abfälle, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Abfälle mit elektromagnetischen oder korpuskularen Strahlen behandelt, durch die die radioaktiven Substanzen in stabile Isotope oder in Isotope mit kurzlebiger Radioaktivität umgewandelt werden, und die Umwandlungsprodukte durch . chemische, physikalische oder physikalisch-chemische fraktionierung von den Abfallresten abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die radioaktiven Abfälle in einem Atomreaktor oder einem Teilchenbeschleuniger behandelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radioaktiven Abfälle der aus einem Atomreaktor oder einem Teilchenbeschleuniger austretenden Strahlung ausgesetzt werden.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radioaktiven Abfälle vorbehandelt werden, um stabile Elemente, die bei der Bestrahlung in radioaktive Isotope umgewandelt wurden, zuvor abzutrennen.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand des Verfahrens einem neuen Verfahrensansatz zugegeben wird.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand des Verfahrens einer anderen Strahlung ausgesetzt wird.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Behandlung eine Atomspaltung, eine Atomumwandlung durch Kernfusion oder eine Atomumwandlung durch Transmutation erfolgt.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der angewendeten Kernreaktion anfallende Energie weiterverwendet wird.