DE1294576B

DE1294576B - Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Kernreaktorabfaellen

Info

Publication number: DE1294576B
Application number: DEU9805A
Authority: DE
Inventors: Winsche Warren Edgar; Davis Jun Milton Wickers
Original assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Current assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Priority date: 1962-05-14
Filing date: 1963-05-14
Publication date: 1969-05-08
Also published as: BE632265A; GB972661A; NL292712A; ES287715A1; US3152984A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung und das Gemisch zum Wasserentzug und zur Unlösvon Kernreaktorabfällen und im besonderen ein Ver- lichmachung des Abfalls erhitzt und dann zum Erfahren zur Dehydratisierung und zur Überführung starren bzw. zur Verfestigung gebracht wird. (USA.-von wäßrigen KernreaktorabfallÖsungen, welche Patentschrift 3 008 904; E. Glueckauf, »Atomic langlebige Radioisotope enthalten in einen festen, 5 Energy Waste«, 1961, S. 287 bis 299). wasserunlöslichen Körper, um die entstehenden Fest- Die bekannten Verfahren dieser Art sind jedoch

körper zur Speicherung und Aufbewahrung über eine recht kostspielig; in vielen Fällen sind auch die Stoffe, unbegrenzte Zeitdauer geeignet zu machen; die Er- in welche die Abfälle eingeschlossen werden, bei lang findung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausfüh- andauernder Aussetzung gegen starke Strahlung nicht rung des Verfahrens. io widerstandsfähig. Außerdem müssen in vielen Fällen

Bisher gab es noch keinen vollständig zufrieden- die zur Einschließung verwendeten Stoffe, wie beistellenden Weg zur Beseitigung der in Kernreaktoren spielsweise in dem erwähnten Fall von Glas oder erzeugten und in Brennstoff-Aufbereitungsanlagen Beton, als Festkörper gehandhabt werden und können abgetrennten Spaltprodukte. Mit Neutronen bestrahlte nicht gepumpt werden.

Brennstoffelemente, wie beispielsweise Uranmetall- 15 Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur oder Uranoxyd-Brennstoffelemente, werden gewöhn- Beseitigung von Kernreaktorabfall, bei welchem der lieh in einer wäßrigen Mineralsäure, wie etwa SaI- Abfall dehydratisiert, für Wasser unlöslich gemacht petersäure, gelöst und die so erhaltene Lösung sodann und in einer Masse aus einem inerten Material eindurch Lösungsmittelextraktion oder irgendein anderes gekapselt bzw. eingeschlossen wird, indem der Ab-Extraktionsverfahren von ihrem Uran- und Pluto- 20 fall mit bestimmten, die Überführung in einen festen, niumgehalt befreit. Die zurückbleibende saure wasserunlöslichen Körper fördernden Zusatzstoffen Abfallösung ist infolge der Gegenwart eines breiten gemischt, das Gemisch zum Wasserentzug und zur Spektrums von Spaltprodukten wie Strontium, Cae- Überführung des Abfalls in einen wasserunlöslichen sium, Ruthenium und Zirkonium hoch radioaktiv. Zustand erhitzt und sodann zum Erstarren gebracht Der wäßrige Abfall kann auch Brennstoffhüllen- 25 wird. Durch die Erfindung sollen die erwähnten bzw.-Überzugsmaterial, wie beispielsweise Aluminium, Nachteile der bekannten Verfahren vermieden und rostfreien Stahl, Zirkonium und Legierungselemente, ein Reaktorabfallbeseitigungsverfahren geschaffen enthalten, je nachdem, ob der Brennstoff vor dem werden, das bei einfacher Verfahrensführung und Auflösen von der Umhüllung befreit wurde oder nicht. dementsprechend geringem apparativem Energie-Schließlich können auch weitere Stoffe zugegen sein, 30 aufwand eine optimale Fixierung der Abfälle in einer wie beispielsweise Chemikalien, die zur Änderung zur dauerhaften Aufbewahrung unter den erwähnten des pH-Wertes oder des Oxydationszustandes des erwünschten Bedingungen geeigneten Form gewähr-Systems zugegeben sind. leistet.

Der am häufigsten angewandte Weg zur Beseitigung Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung vorderartiger Abfallösungen besteht darin, daß man die 35 gesehen, daß als Zusatzstoff Schwefel verwendet wird, Lösung in einer Erhitzungsvorrichtung konzentriert, mit welchem der Abfall gemischt wird, daß das wodurch die Lösung dehydratisiert und, im Fall von Gemisch zunächst auf eine im Bereich von etwa 130 Nitratlösungen, auch bis zu einem gewissen Grad bis etwa 160° C liegende Temperatur erhitzt wird, denitriert wird, indem HNO₃-Dampf ausgetrieben bei welcher der Wasserentzug stattfindet und die wird. Andere Mineralsäuren, wie beispielsweise Salz- 40 flüchtigen Bestandteile und Zersetzungsprodukte des säure, werden auf die gleiche Weise ausgetrieben. Die Abfalls ausgetrieben werden, und daß das Gemisch entweder saure oder neutralisierte konzentrierte Ab- sodann auf eine höhere Temperatur erhitzt wird, die fallösung wird sodann in großen unterirdischen wenigstens 350° C beträgt und bei welcher die Tanks abgelagert. Es ergaben sich jedoch große übrigen Bestandteile des Abfalls in den wasserunlös-Schwierigkeiten dabei, derartige Behälter bzw. Tanks 45 liehen Zustand übergeführt werden, worauf das Gevollkommen lecksicher zu machen und zu erhalten. misch zum Erstarren gebracht wird.

Ein anderes Verfahren, das vorgeschlagen wurde, Zur Beseitigung einer durch Auflösung von Kernbesteht darin, daß man eine Abfallösung bis zur reaktorbrennstoffelementen erhaltenen Abfallösung Trockene eindampft und sodann den Feststoffgehalt mit einem überwiegenden Gehalt an rostfreiem Stahl bei hoher Temperatur kalziniert, um die löslichen 50 ist gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der ErSalze, wie beispielsweise Nitrate, Chloride u. dgl., in findung vorgesehen, daß die höhere Temperatur etwa unlösliche Form, beispielsweise Oxyde, überzuführen. 444° C beträgt und das Gemisch aus der Abfallösung Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die getrock- und dem Schwefel etwa 5 Stunden lang auf dieser neten, kalzinierten Stoffe die Tendenz besitzen, zweiten Temperatur gehalten wird; entsprechend ist staubförmig zu werden, was ihre Handhabung wesent- 55 zur Beseitung einer durch Auflösung von Kernreaklich gefährlicher als im flüssigen Zustand macht, und torbrennstoffelementen erhaltenen Abfallösung mit eines der Hauptspaltprodukte, Ruthenium-106, neigt überwiegendem Aluminiumgehalt gemäß einer weitezur Verflüchtigung in Form von Rutheniumtetroxyd, ren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung was aus Sicherheitserwägungen vermieden werden vorgesehen, daß die höhere Temperatur etwa 400° C muß. 60 beträgt, und daß das Gemisch aus der Abfallösung

Ein anderer Weg, der zur Fixierung der Abfälle und dem Schwefel etwa 5 Stunden lang auf dieser vorgeschlagen wurde, besteht darin, sie in einer zweiten Temperatur gehalten wird. Masse, wie beispielsweise Glas oder Beton, einzu- Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung erschließen, um die Auslaugung und Sickerneigung zu haltenen Spaltprodukte sind innerhalb eines festen, verringern. Insbesondere sind auch bereits Verfahren 65 wasserabstoßenden Formkörpers eingekapselt, der zur Beseitigung von Kernreaktorabfall bekannt, bei praktisch immun gegen eine Zerstörung oder Zerdenen der Abfall mit bestimmten, die Verfestigung Setzung durch die Strahlung der Spaltprodukte ist. und Unlöslichmachung fördernden Stoffen gemischt Es hat sich ferner ergeben, daß die UmhüIIungs-

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materialien der Brennstoffelemente, wie beispiels- Lösung, als Aufschlämmung, als Hydratschmelze weise aufgelöstes Aluminium, rostfreier Stahl u. dgl., oder in sonstiger Form —, das Schwefelvolumen, in wie sie häufig in derartigen Abfassungen vorliegen, welches der Abfall eingebaut bzw. eingemengt wird, durch die Schwefelbehandlung gemäß der Erfindung das Abfallvolumen übersteigen, derart, daß der zusammen mit den Spaltprodukten in gleicher Weise 5 Schwefel während der gesamten Behandlung bei unlöslich gemacht und eingekapselt werden. Der ent- erhöhter Temperatur eine im wesentlichen kontinustehende feste Körper bildet eine zusammenhängende, ierlicheHPhase bildet, zur Erzielung einer wirksamen feste Masse, die jedoch bei verhältnismäßig niedrigen Reaktion. Hierfür ist ein Verhältnis von etwa 2 bis Temperaturen geschmolzen und so in einfacher Weise 4 Teilen Schwefel auf 1 Teil zugeführten Abfall bein Schutzbehälter gebracht und später wieder aus io sonders geeignet. Vorteilhaft ist es weiter auch, geihnen entfernt und in verschiedene Formen umge- nügend Schwefel zu verwenden, um einen wesentwandelt werden kann; dabei geht man anfangs wegen liehen gravimetrischen Überschuß des Schwefels über der Oberflächenkühlung von verhältnismäßig kleinen die in unlöslicher Form erhaltenen Abfallstoffe in Formen aus; später, in dem Maße, wie die Wärme- dem endgültigen verfestigten Zustand zu erhalten, entwicklung der Radioaktivität mit fortschreitender 15 wodurch ein guter Zusammenhalt der Festkörper-Zeit abklingt, kann ohne Gefahr zu größeren Formen masse begünstigt wird. Gewöhnlich ist die Hauptübergegangen werden; in gleicher Weise kann das menge des Brennstoffelement-Hüllen- bzw. Überzugsgeschmolzene Gemisch auch einfach gehandhabt materials, falls dieses neben bloßen Spuren von werden, beispielsweise ist es pumpfähig; es kann Spaltprodukten vorliegt, der ausschlaggebende Faktor, beispielsweise in Löcher gepumpt werden, welche in so So soll beispielsweise bei Verwendung von aus auf-Felsenformationen in großer Tiefe gebohrt sind, oder gelösten, mit Aluminium verkleideten Brennstoffin sonstige Hohlräume im Erdinneren. Bei Beseiti- elementen herrührendem Abfall die Aluminiumgung und Aufbewahrung in der zuletzt erwähnten konzentration in der Masse am besten etwa lOmolar Weise setzt die wasserabstoßende Wirkung des festen (d. h. 10 Mol pro Liter Schmelze) nicht übersteigen; Körpers, zusammen mit der Überführung der Spalt- 25 im Fall von Brennstoffelementen mit Umhüllung aus produkte in unlösliche Form und der Abschluß- rostfreiem Stahl kann bei guten Ergebnissen die wirkung des einhüllenden Schwefels die Auslaugung kombinierte Eisen-, Chrom- und Nickenkonzentration der radioaktiven Spaltprodukte auf ein Minimum bis zu 20molar betragen.

herab, falls Grundwasser an den Ort der unterirdi- Wesentlich ist die Temperatur der anfänglichen sehen Ablagerung gelangen sollte; das Sicherheits- 30 Reaktion zwischen dem Abfall und dem Schwefel, risiko derartiger Ablagerungen wird daher weitgehend Diese soll so nahe wie möglich an 155° C gehalten herabgesetzt. Das Verfahren ist äußerst einfach und werden, da bei dieser Temperatur die Viskosität des wirtschaftlich, da die Dehydratisierung, die Überfüh- Schwefels ein Minimum hat und bei höheren oder rung in den wasserunlöslichen Zustand und die Ein- niedrigeren Temperaturen ausgeprägt zunimmt. Allschließung innerhalb des Schwefels als einstufiges 35 gemein ist der Temperaturbereich von 130 bis 160° C Verfahren mit einfachen Anlagen ausgeführt werden besonders günstig. Das Wasser in dem Abfall, einkann, und da man mit Rohschwefel, einem billigen schließlich des Hydratwassers, verläßt dann das und in großer Menge vorhandenen Material, arbeiten Gemisch als Dampf und ebenso auch flüchtige Gase, kann. wie beispielsweise die Stickstoffoxyde, Chlorwasser-Vorteilhafte Einzelheiten für die Ausführung der 40 stoff u. dgl., welche die Zersetzungsprodukte der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei- Anionen der Mineralsäuren darstellen, die bei dieser bung der Erfindung an Hand von Ausführungs- Temperatur dissoziieren. Kräftiges Umrühren ist in beispielen. diesem Verfahrensstadium nützlich, um den Abgang Vorzugsweise wird vor der Behandlung gemäß der des Dampfs und anderer Gase zu unterstützen; Erfindung die Abfallösung zunächst nach herkömm- 45 andernfalls hat das Gemisch die Neigung, aufzulichen Verdampfungsverfahren dehydratisiert, bis sie schäumen und aus dem Reaktionsgefäß auszutreten, eine dicke Suspension bildet. Bis zu diesem Stadium Dieses Verfahren sollte fortgesetzt werden, bis die treten die Nachteile der bekannten Verfahren, wie Gasentwicklung aufhört, was wiederum von der beispielsweise Staubbildung, noch nicht auf; der ein- Menge der Reaktanten innerhalb des Gefäßes abzage Gesichtspunkt für die praktische Durchführung 50 hängt.

besteht darin, daß die Aufschlämmung nicht so dick Nach Aufhören der Gasentwicklung wird die Tem-

werden darf, daß sie nicht mehr gepumpt werden peratur der Masse auf einen Wert erhöht, der hier

könnte, was normalerweise eintritt, wenn die Fest- als »Überführungstemperatur« bezeichnet sei. In an-

stoffanteile etwa 70 Gewichtsprozent übersteigen. deren Verfahren wird diese Temperatur als Kalzinie-

Der Suspensionsbrei wird mit Schwefel gemischt, 55 rungstemperatur bezeichnet; das Verfahren gemäß

und zwar entweder in einzelnen Chargen oder vor- der vorliegenden Erfindung kann jedoch bei viel

zugsweise kontinuierlich. In jedem Fall sollte das niedrigeren Temperaturen als den herkömmlichen

Mischen vorzugsweise in einem geschlossenen Gefäß Kalzinierungstemperaturen durchgeführt werden, und

vorgenommen werden, um ein Verspritzen von außerdem besteht Grund zu der Annahme, daß bei

Schwefel und Wasser zu verhindern, und in einer 60 dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung

inerten Atmosphäre. Jedes beliebige inerte Gas kann bestimmte Stoffe aus anderen Gründen als einer

verwendet werden; Stickstoff ist ausreichend inert Kalzinierung in den unlöslichen Zustand übergeführt

für diesen Zweck und ist daher wegen seiner Billigkeit werden. Da somit mehr als eine bloße Kalzinierung

vorzuziehen. vorliegt, soll dieser Schritt innerhalb des Verfahrens

Das Mengenverhältnis zwischen Schwefel und der 65 gemäß der Erfindung als »Überführung in den

zu erhitzenden Abfallmenge kann stark verschieden wasserlöslichen Zustand« bezeichnet werden. Es hat

sein. Es soll aber, unabhängig davon, in welcher sich ergeben, daß dieser Verfahrensschritt in dem

Form der Abfall vorliegt — sei es in wäßriger Bereich von etwa 350 bis 444° C, dem Siedepunkt

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des Schwefels bei Atmosphärendruck, durchgeführt neben kleineren Mengen Aluminiumsulfat oder werden kann. Wenngleich es im allgemeinen nicht Thiosulfat.

erforderlich ist, das Verfahren bei über dem Atmo- Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Beseiti-

sphärendruck liegenden Drücken und bei einer Tem- gung von Abfallösungen sieht somit eine Dehydratiperatur über dem Siedepunkt auszuführen, kann dies 5 sierung und Überführung in einen wasserunlöslichen zur Erreichung noch schnellerer Reaktionsgeschwin- Zustand, wie vorstehend beschrieben, vor. Die digkeiten getan werden. Es hat sich ergeben,- daß in Schmelze aus Schwefel und Abfall kann dann in dem Bereich von 350 bis 444° C die Spaltprodukte Formen gegossen werden, deren Abmessung die Abweitgehend kalziniert oder anderweitig in unlösliche fuhr der durch die Radioaktivität der Spaltprodukte Form übergeführt werden, derart, daß sie für eine io erzeugten Wärme gestatten. Für diesen Zweck wird langzeitige Aufbewahrung bzw. Speicherung geeignet ein Zylinder von etwa 100 bis 200 mm Durchmesser werden. und beliebiger Länge vorgezogen. Vorzugsweise wird

Wegen der komplizierten Zusammensetzung der der Formkörper in einem Metallrohr mit diesen Abfälle ist es nicht möglich, eine detaillierte Erläute- Innenabmessungen gegossen und das Rohr als zurung sämtlicher in Frage stehenden chemischen 15 sätzlicher Schutz auf dem Zylinder belassen. Wegen Reaktionen zu geben; es scheint jedoch, daß im Fall seiner Korrosionsbeständigkeit und Billigkeit ist von Ruthenium Schwefel als Reduktionsmittel wirkt, Aluminium hierfür vorzuziehen, so daß die Bildung des flüchtigen Tetroxyds ver- Die mit Metall umhüllten Zylinder oder Rohre

mieden wird. Hinsichtlich bestimmter anderer Be- können zweckmäßig zur Wärmeabsorption etwa standteile fördert der Schwefel die Kalzinierung; so 20 3 Jahre lang in Wasser belassen werden, bis der wurde festgestellt, daß Aluminium größtenteils in Hauptteil der wärmeerzeugenden Radioaktivität ab-Aluminiumoxyd übergeführt wird. In anderen Fällen klingt. Danach können die Rohre unterirdisch gekann seine Wirkung einfach als Reaktionspartner lagert werden, um die Öffentlichkeit gegen die langaufgefaßt werden, so wenn Eisennitrit, Chlorid und lebigen Radioisotope wie beispielsweise Sr⁹⁰ und andere derartige Salze durch Reaktion mit dem 25 Cs¹³⁷ zu schützen, deren Abklingdauer eine Sache Schwefel in die Sulfide übergeführt werden. Es sei von Jahrhunderten ist. Alternativ können die Gießbetont, daß es besonders vorteilhaft ist, Aluminium körper zu dieser Zeit aus ihren Rohren herausnicht in ein Sulfid umzuwandeln, da Al₂S₃, ungleich genommen, mittels Dampf geschmolzen und nach Al₂O₃, in Wasser etwas löslich ist. Selbst im Fall der- dem in umgekehrter Richtung ausgeführten Fraschjenigen gelegentlich vorhandenen Spaltproduktarten, 30 Schwefelentfernungsverfahren in unterirdische Hohldie, wie beispielsweise Caesium, nur sehr wenige räume gegossen werden. Dies bildet einen der Vorunlösliche Salze besitzen, erweist sich die Behandlung teile des Verfahrens gemäß der Erfindung gegenüber und Einkapselung dieser Spaltprodukte mit Schwefel den bekannten Verfahren mit Glas und Beton als gemäß der vorliegenden Erfindung als geeignet, die Einkapselungswerkstoffe, die nicht in dieser Weise Auslaugung dieser Spaltprodukte zu verhindern oder 35 gehandhabt werden können.

doch weitgehend herabzusetzen; dies kann selbst- Bei der Ausführung der Erfindung haben sich beverständlich zur Gänze auf den physikalischen Ein- stimmte Zusätze bzw. Zuschläge als nützlich und vorschluß dieser Spaltprodukte durch den Schwefel zu- teilhaft erwiesen. Der Zusatz von etwa 1 Geschwinrückzuführen sein; es bestehen jedoch auch Ver- digkeitsprozent ThiokolA, einem schwefelhaltigen, mutungen, daß die Bildung von weniger löslichen 40 gummiartigen Polymer, zu dem Schwefel erhöht die Komplexen hierfür verantwortlich ist. Bruch- und Reißfestigkeit der Gießkörper. Ein Zu-

Es wurde festgestellt, daß bestimmte Temperaturen satz von etwa 0,77 Gewichtsprozent elementarem Jod innerhalb des Überführungs-Temperatur-Bereichs von setzt die Viskosität des Schwefels in ihrem Maximum, 350 bis 444° C für Abfallösungen vorzuziehen sind. das im Bereich von etwa 188 bis etwa 265° C auf-Für Lösungen von Brennstoffelementen, die in rost- 45 tritt, herab. Ferner wurde festgestellt, daß Chrom, freiem Stahl eingehüllt waren und daher vorwiegend welches von den zu Anfang eingesetzten Abfällen her Eisen, Chrom und Nickel aufweisen, ergibt die obere zugegen ist, die Auslaugbeständigkeit und die mecha-Temperaturgrenze, d. h. 444° C, bei der Durchfüh- nische Festigkeit von Eisenverbindungen enthaltenrung während 3 und vorzugsweise 5 Stunden die den Gießkörpern anscheinend erhöht. Tatsächlich hat besten Ergebnisse. Für Brennstoffelemente mit Alu- 50 sich ergeben, daß die Gegenwart von Eisen-, Chromminiumhüllen sind die Ergebnisse bei 400° C besser und Nickelverbindungen eine so ausgeprägte Wirkung als die bei 444° C. Die Ursache dieser Temperatur- im Sinne einer Härtung, Festigkeitserhöhung und abhängigkeit ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Verfestigung bzw. Erstarrung des fertigen Schwefel-

Die Behandlung gemäß der Erfindung eignet sich Formkörpers besitzt, daß diese Stoffe zweckmäßig auch für Abfall von gesondert von ihrer Umhüllung 55 zu dem als Auflösungsmittel dienenden Schwefel als bzw. Ummantelung befreiten Brennstoffelementen. Reagentien zur Erzielung dieser zusätzlichen Ver-FaIIs jedoch ein Umhüllungsmetall in dem Abfall besserung zugesetzt werden können, vorhanden ist, ist die Beständigkeit gegen Auslaugung Im folgenden wird nun an Hand der Zeichnung

häufig erheblich besser als ohne ein derartiges eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens gemäß Metall. Dies läßt sich durch einen Einschließungs- 60 der Erfindung beschrieben; die einzige Figur der effekt erklären, welcher die Bildung der Sulfide des Zeichnung zeigt eine teilweise schematische Dar-Umhüllungs- bzw. Ummantelungsmetalls, wie bei- stellung der Anlage, wobei Teile weggebrochen sind, spielsweise Eisensulfid im Fall von rostfreiem Stahl, Mit 1, 2 bzw. 3 sind ein erstes, zweites bzw. drit-

begleitet. Bei Elementen mit Aluminiumumhüllung tes Erhitzungsgefäß bezeichnet. Das erste Erhitzungswird jedoch bemerkt, daß, wenn überhaupt, so nur 65 gefäß 1 ist eng anliegend mit einer Heizwicklung 4 ein geringer Teil des Aluminiums in das Sulfid über- umgeben, mittels welcher der Gefäßinhalt auf die geführt wird; wie bereits erwähnt, wird der größte Dehydratisierungstemperatur von etwa 130 bis etwa Teil des Aluminiums in Aluminiumoxyd übergeführt, 160° C gebracht werden kann; im Inneren besitzt

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das Gefäß 1 ein Rührwerk 5. In das Gefäß 1 führen im Bereich von etwa 350 bis etwa 444° C die Übereine Abfallwasserleitung 6 und eine Schwefellei- führung in den wasserunlöslichen Zustand statt. Wie tung 7; aus dem Gefäß heraus führen eine Flüssig- in dem Gefäß 1 steigt dabei der Gefäßinhalt von keitsleitung 8 zur Weiterleitung der Flüssigkeit und unten nach oben auf und wird schließlich durch eine Abgasleitung 9. 5 Gasdruck über die Leitung 11 in die endgültige Ab-

Das zweite Heizgefäß 2 ist eng anliegend mit einer fallbeseitigungs- bzw. -ablagerungsvorrichtung 12 be-Heizwicklung 10 umgeben, mittels welcher die Tem- fördert. Die Abgasmenge ist in dem Gefäß 2 kleiner peratur des Gefäßinhalts auf die Überführungstem- als bei Gefäß 1; diese kleinere Abgasmenge wird über peratur im Bereich von etwa 350 bis etwa 444° C die Leitung 13 in den ersten Rieselturm 14 geleitet, gebracht werden kann. In das Gefäß 2 hinein führt io In dem Rieselturm 14 steigen die aus den Leitundie Flüssigkeitsüberführleitung 8 aus dem Gefäß 1; gen 9 und 13 kommenden Abgase durch die Füllung aus dem Gefäß 2 heraus führt eine Leitung 11 für die 17 nach oben, wo sie mit dem von dem Sprühkopf 16 behandelten Abfallprodukte; diese Leitung 11 führt nach unten rieselnden Wasser zusammentreffen und zu einer schematisch bei 12 angedeuteten Abfall- in diesem gelöst werden; die hierbei entstehende ablagerung. Ferner führt aus dem Gefäß 2 eine Ab- 15 Lösung 29 wird über die Leitung 18 in das dritte gasleitung 13 zu einer Abgasreinigungsanlage, die der Gefäß 3 übergeführt. Dieses Gefäß wird mit Schwefel Vollständigkeit halber nachfolgend zwar kurz be- 30 beschickt; da es sich hierbei jedoch nur um eine schrieben wird, jedoch nicht Gegenstand des Patent- Sicherheitsmaßnahme handelt, reicht es aus, wenn begehrens ist. Das Gefäß 2 besitzt ein Rührwerk 13 a. der Schwefel in einzelnen Chargen und nicht kon-

Mit 14 ist ein erster Berieselungsturm bezeichnet; ao tinuierlich zugegeben wird. Die Heizwicklung 19 hält er weist eine Zufuhrleitung 15 für Leitungswasser die Temperatur des Gefäßes 3 im Bereich von etwa auf, welche zu einem Sprühkopf 16 führt, welcher 130 bis etwa 160° C; das Wasser und sonstige flüchdas Wasser über die Füllpackung 17 verteilt. Von tige Bestandtteile gehen daher schnell über die unten führen die Abgasleitungen 9 und 13 in den Abgasleitung 25 ab und gelangen in den zweiten ersten Rieselturm 14; eine Flüssigkeits-Abflußleitung 95 Rieselturm 21. Der Schwefel 30 soll lediglich die ge-18 führt aus dem Rieselturm 14 heraus. ringen Mengen nichtflüchtiger Stoffe, welche von dem

Das dritte Heizgefäß 3 ist mit einer eng anliegen- aus den Behältern 1 und 2 kommenden Wasserdampf den Heizwicklung 19 versehen, mittels welcher die mitgeführt werden, einfangen; da diese Mengen nicht Temperatur des Kesselinhalts auf einem Wert im groß sind, reicht eine Beschickung des Gefäßes 3 für Bereich von etwa 130 bis etwa 160° C gehalten wer- 30 sehr lange Zeit.

den kann. Auch der Behälter 3 besitzt ein Rührwerk Die Abgase ergeben in dem zweiten Rieselturm 21

20. Die Abflußleitung 18 führt die in dem Rieselturm in gleicher Weise wie in dem ersten Rieselturm 14 14 erzeugte Lösung in den Behälter 3. eine zweite Lösung 31, welche über die Leitung 26

Ferner ist ein zweiter Rieselturm 21 vorgesehen, in den Boden abgelassen oder in sonstiger ähnlicher mit einer Wasserzuleitung 22, einem Sprühkopf 23 35 Weise beseitigt wird,
und einer Füllpackung 24. Eine Abgasleitung 25 . .

leitet die Abgase aus dem Behälter 3 in den Riesel- Beispiel I

turm 21; eine Abflußleitüng 26 läßt die in dem zwei- Aus einem Kernreaktor werden Brennstoffelemente

ten Rieselturm 21 erzeugte Lösung in den Boden aus einer Legierung Aluminium—natürliches Uranium

27 ab. 40 mit Aluminiumumhüllung nach einer Betriebsperiode Im Betriebszustand wird dem Gefäß 1 Schwefel in entnommen und in wäßriger Salpetersäure aufgelöst.

kontinuierlichem Strom über die Schwefelleitung 7 Die erhaltene Lösung wird mit Wasser verdünnt;

und eine wäßrige Abfallsuspension in kontinuier- mittels Lösungsmittelextraktion wird der Urangehalt

lichem Strom über die Leitung 6 zugeführt; das Ver- ausgezogen; die so erhaltene Ausgangs- oder Speise-

hältnis der beiden Zufuhrströme kann zweckmäßig 45 lösung hatte einen Aluminiumgehalt von 2,0molar

zwischen 2 bis 4:1 betragen und wird vorzugsweise und enthielt Plutonium entsprechend einer Radio-

3:1 gewählt. Der Schwefel wird vorgewärmt und die aktivität von

Leitung 7 kann, falls erforderlich, mit einer (nicht 2,3 · 1O⁷^mUi"¹ ml""¹

dargestellten) Heizvorrichtung versehen sein. Die ._ ,. „ „ ,. , , ,.„. .

beiden Reaktanten treten in der Nähe des Bodens in 50 (Zufalle pro Minute und pro Millimeter), wie eine

das Gefäß 1 ein und gelangen allmählich mit Hilfe radiometrische Analyse zeigte. Die Gamma-Aktivitat

des Rührwerks 5 an die Oberfläche. Die Heizwick- betrug

lung4 hält eine Temperatur von etwa'155° C auf- l,25-10⁹cmin !ml

recht, wodurch die Dehydratisierung des Gemisches (Zählungen pro Minute und pro Millimeter); die

aus Abfall und Schwefel innerhalb des Gefäßes 1 be- 55 Beta-Aktivität

wirkt und gleichzeitig die flüchtigeren Bestandteile ; 1,39-10¹⁰CmIn"¹ ml,

der Suspension ausgetrieben werden; diese flüchtigen

Bestandteile gehen zusammen mit dem Wasserdampf _: wobei die letztgenannten Aktivitäten selbstverständ-

durch die Abgasleitung 9 in die erste Rieselanlage \ lieh auf ein breites Spektrum von Spaltprodukten

14 ab. 60 zurückgingen.

Durch entsprechende Verengung der Abgas- Diese Speiselösung wurde nach und nach geleitung 9 läßt sich ein ausreichender Druck in dem schmolzenem Schwefel in solcher Menge beigegeben, Gefäß 1 erzeugen, der das Schwefel-Abfallgemisch daß auf je 1000 cm³ des Endprodukts 4,7 Mol AIu-

28 in die Flüssigkeitsüberführleitung 8 und von da in minium entfielen. Der aus der Lösung und dem das Gefäß 2 hineindrückt, in welches die Leitung 8 65 Schwefel bestehende Schmelzkörper wurde bis zum in Bodennähe eintritt. Aufhören der Gasentwicklung bei 150° C gehalten,

In dem Behälter 2 findet bei der mittels der Heiz- hierauf auf 444° C aufgeheizt und 1 Stunde lang auf wicklung 10 aufrechterhaltenen höheren Temperatur dieser Temperatur gehalten. Während der Erhitzung

ίο

auf die beiden angegebenen Temperaturen wurde das Abgas in einen Wasser-Rieselturm geleitet und wurden an der erhaltenen wäßrigen Lösung Zählmessungen hinsichtlich der Gamma- und Beta-Strahlung vorgenommen. Tabelle I zeigt den Bruchteil der so gezählten Aktivitäten, bezogen auf die Aktivitätswerte der anfänglichen Speiselösung.

Nach der Wärmebehandlung wurden Proben der Schmelze zu rechtwinklig kreisförmigen, festen Zylindern von 31,75 mm Durchmesser und 38,1 mm Höhe gegossen, die nach Erstarrung in getrennte Flaschen untergebracht wurden, wobei jeweils jeder Flasche 175 ml Wasser zugesetzt wurden.

Jede Woche wurde das Füllwasser aus den einzelnen Flaschen abgegossen und seine Beta- und Gamma-Aktivität gezählt; die Flaschen erhielten jeweils wiederum frische Füllungen von je 175 ml Wasser. Das Füllwasser wurde auch radiometrisch auf Plutonium analysiert. Die Zählmessungen und die Plutoniumanalysen wurden aufgezeichnet und jeweils für jeden Aktivitätstyp in Auslaugungsdaten übergeführt, welche in Einheiten »Millimeter Eindringung pro Jahr« gemäß der folgenden Formel erhalten werden:

635-10-^ _=R

P-A₃-S

Darin bedeutet A_w die Aktivität des Füllwassers in Zählungen pro Minute und pro Millimeter (c min-¹ ml"¹), P die Eintauchdauer in Tagen, A₈ die Aktivität des verfestigten bzw. erstarrten Zylinders, die ihrerseits gleich der Aktivität in der Speiselösung in Zählungen pro Minute geteilt durch die Anzahl Kubikzentimeter in der Schmelze ist (CmIn^-1Cm-³), S die Oberfläche des Zylinders in Quadratzentimeter und jR die Eindringgeschwindigkeit in Millimeter pro

ίο Jahr. Da R die an der Oberfläche eines gemäß der Erfindung hergestellten Formkörpers auf Schwefelbasis zu erwartende Eindringung im Wege der Auslaugung angibt, ist diese Größe eine Voraussage darüber, was in der Zukunft zu erwarten ist, falls Wasser mit einem Formkörper dieser Art während der Abfallablagerung in Berührung kommen sollte. Die Auslaugung der Proben in Millimeter pro Jahr, wie sie durch die Beta- und die Gamma-Aktivität des Füllwassers und die Plutoniumanalysen bestimmt wird, ist in der Tabelle I aufgeführt; dabei wurden jeweils wöchentlich zwei Proben entnommen; die an den beiden Proben gemessenen Werte sind in Tabelle I jeweils nebeneinander, durch einen Bindestrich verbunden, angegeben. Das Plutonium ist in

as der Tabelle als »Pu« wiedergegeben. Die getrennt aufgeführten Beta- und Gamma-Aktivitäten sind den Spaltprodukten zugeschrieben.

Tabelle I Ergebnisse bei der Kalzinierung von hochaktivem Abfall in Schwefel

Aktivität der zugeführten Abfälle:

γ = 1,25· 10⁹ cmin-iml-¹,

/S = I₅SP-IOIeCmIn-¹ ml-¹, Pu = 2,3 · 10⁷ cmin-¹ ml"¹.

Aluminiumkonzentration in der zugeführten Speiselösung 2,0 molar

Aluminiumkonzentration im Endprodukt 4,7 molar

Erhitzung:

(Gemisch bis zum Aufhören der Gasentwicklung auf 150° C erhitzt) Temperatur der Behandlung zur Überführung in den wasserunlöslichen Zustand 444°C

Zeit lh

Aktivität in der Abgas-Reinigungsanlage

Bruchteil der Anfangsaktivität

Gamma , 1/(5,4 · 10⁴)

Beta 1/5 (5,9 · 10*)

	Auslaugungsgeschv	«ndigkeit (doppelte Proben), in ß	Millimeter pro Jahr Pu
1. Woche	1,9 bis 1,8 1,04 bis 1,34 1,45 bis 1,24 0,94 bis 0,94 0,68 bis 0,68 0,68 bis 0,68 0,736 bis 0,736 0,456 bis 0,508 0,584 bis 0,482	0,304 bis 0,204 0,127 bis 0,178 0,203 bis 0,178 0,127 bis 0,127 0,101 bis 0,101 0,101 bis 0,101 0,101 bis 0,101 0,076 bis 0,076 0,101 bis 0,076
2. Woche
3. Woche
4. Woche
5. Woche
6. Woche
7. Woche
8. Woche	0,025 bis 0,025
9. Woche

Zusätzlich zu den aufgeführten Auslaugungsdaten wurden die Proben dieses Beispiels auch noch
visuell beobachtet; nach 14 Wochen zeigten sie ein
gutes, bruch- und rißfreies Aussehen.

Beispiel II

Als Ausgangspunkt diente eine wäßrige Speiselösung mit einem Gehalt von 2,7 Mol/l an einem

Nitratgemisch, wie es sich bei der Auflösung eines rostfreien Stahls der Zusammensetzung (in Gewichtsprozent): Chrom etwa 18, Nickel etwa 10, Rest Eisen, in Salpetersäure ergab. Diese Lösung wurde in mehrere Teile unterteilt, von welchen einige mit Spuren von radioaktivem Strontium, einige mit radioaktivem Caesium markiert wurden und einige unmarkiert blieben. Die genannten Lösungsteile wurden getrennt in ein Gefäß aus rostfreiem Stahl eingeführt, das mittels einer äußeren Heizwicklung erwärmt wurde und etwa 6 mm über dem Boden ein Rührwerk mit vier Schaufelblättern aus rostfreiem Stahl aufwies. Das Gefäß enthielt Schwefel bei 150° C, und zwar in einer Menge, die etwa dem dreifachen Volumen der einzelnen Lösungsteile entsprach. Die Schmelze wurde unter Rühren auf 150° C gehalten, bis die Gasentwicklung aufhörte. Danach wurden bei

weiterem Rühren die Lösungsteile jeweils auf 400 oder 440° C verschieden lange erhitzt, wie nachfolgend angegeben; die so erhaltene Schmelze wurde sodann in Zylinder von 31,75 mm Durchmesser und 38 mm Höhe gegossen und Auslaugungstests unterworfen, indem jede Probe jeweils in 175 ml Wasser eingetaucht wurde, wobei sich jede Probe in einem besonderen Becher befand. In zeitlichen Abständen wurde das Eintauchwasser abgegossen und radiometrisch durch Zählung auf seine Radioaktivität untersucht; die Zählungen wurden wie im Beispiel I auf Auslaugungsdaten in Millimeter pro Jahr umgerechnet; das abgegossene Wasser in den einzelnen Bechern wurde jeweils durch 175 ml Frischwasser ersetzt.

Tabellen

Auslaugungstests an Gießkörpem aus in Schwefel konzentrierten Abfällen aus rostfreiem Stahl — Mischung während der Zugabe der Abfälle zu dem Schwefel auf 150° C erhitzt

Erhitzung vor dem Gießen	h	Dem Schwefel zugesetzte Abfallkomponenten (g/cm' Gießmasse)	Cr	Ni	Markierung in der Gießmasse	Auslaug in Leitungs bei 22°	ung wasser C mm pro	Zustand '■-. ι des eingetauchten Gießkörpers
⁰C	1	Fe	0,050	0,028		Tage	Jahr(a)
400		0,202			keine			nach 40 Tagen
								Rißerscheinungen;
			0,060	0,033				nach 278 Tagen zu Bruch
		0,240			Cs	Obis 28	3,35	nach 24 Tagen zerbrach die
						28 bis 56	2,11	Probe in zwei Hälften; nach
						56 bis 84	2,74	285 Tagen wies sie keine
						84 bis 112	1,24	weiteren Änderungen auf
						112 bis 140	1,22
						140 bis 168	1,14
						168 bis 196	1,06
						196 bis 224	1,19
	3		0,056	0,031		224 bis 252	1,04
400		0,226	0,060	0,033	keine			nach 280 Tagen fest
		0,240			Cs	0 bis 28	1,7	nach 242 Tagen an der Basis
						28 bis 56	1,67	zerbröckelt
						56 bis 84	0,305
						84 bis 112	0,25
						112 bis 140	0,25
						140 bis 168	0,25
						168 bis 196	0,25
						196 bis 224	0,25
	5		0,050	0,028		224 bis 252	0,25
400		0,202	0,056	0,031	keine			nach 287 Tagen fest
		0,225			Cs	Obis 28	1,12	nach 255 Tagen fest
						28 bis 56	0,25
						56 bis 84	0,25
						84 bis 112	0,25
						112 bis 140	0,25
						140 bis 168	0,25
						168 bis 196	0,25
			0,060	0,033		196 bis 224	0,25
		0,240			Sr	Obis 14	0,534	nach 21 Tagen zerbröckelt
						14 bis 28	0,965
	1		0,106	0,059		28 bis 35	1,37
444		0,426			Cs	Obis 28	0,94	nach 124 Tagen fest
						28 bis 56	0,25
						56 bis 84	0,25
			84 bis 112	0,25

(ο) Die untere Grenze für die analytische Messung betrug 0,25 mm pro Jahr.

Tabelle II (Fortsetzung)

Erhitzung vor dem Gießen	3	Dem Schwefel zugesetzte Abfallkomponenten (g/cm? Gießmasse)	I Cr	Ni	Markierung in der Gießmasse	Auslaug in Leitungs bei 22°	28	ung wasser C mm pro	nach	Zustand des eingetauchten Gießkörpers
⁰C j h		Fe		0,059		Tage	56	Jahr(a)
		0,426			Sr	Obis	84	0,25		139 Tagen fest
						28 bis	112	0,25
						56 bis	140	0,25
						84 bis	28	0,25	nach
				0,053		112 bis	56	0,25
444		0,385			Cs	Obis	84	0,25		121 Tagen fest
						28 bis	112	0,25
	5					56 bis	28	0,25	nach
				0,076		84 bis	56	0,25
		0,550			Sr	Obis	84	0,25		133 Tagen fest
						28 bis	112	0,25
						56 bis	140	0,25
						84 bis	28	0,25	nach
				0,067		112 bis	56	0,25
444	0,480			Cs	Obis	84	0,25		105 Tagen fest
					28 bis	28	0,25	nach
			0,133		56 bis	56	0,25
	0,958			Sr	Obis	84	0,25		129 Tagen fest
					28 bis	112	0,25
					56 bis	0,25
		0,106		84 bis	0,25




	0,096



0,137




0,119


0,239

Die untere Grenze für die analytische Messung betrug 0,25 mm pro Jahr.

Besonders bemerkenswert an den Ergebnissen der Tabelle II ist der Beweis, daß für einen Matrixkörper, welcher rostfreien Stahl enthält, die Beständigkeit

gegen Auslaugung und Bruch- und Rißerscheinungen 35 sich erhöht, wenn das Gemisch auf 444 statt auf 400⁰C erhitzt wird.

Beispiel III

Es wurde wie im Beispiel II verfahren, jedoch mit größer ist als im Beispiel II, daß jedoch für ein stark einer Speiselösung mit einem Aluminiumnitratgehalt 40 aluminiumhaltiges System die Überführungsbehandvon 2,4 Mol/l an Stelle der aus rostfreiem Stahl er- lung bei 400° C vorteilhafter als bei Erwärmung auf haltenen Speiselösung. Die folgende Tabelle III zeigt, 444° C ist. daß insgesamt die festgestellte Auslaugung etwas

Tabelle ΠΙ

Auslaugungstests an Gießkörpern aus in Schwefel konzentrierten aluminiumhaltigen Abfällen —'-Mischung während der Zugabe der Abfälle zu dem Schwefel auf 150° C erhitzt

Erhitzung vor dem Gießen	h	Dem Schwefel zugesetztes Aluminium	Markierung in der Gießmasse	Auslaugung in Le bei 22^C	;itungswasser C mm	Zustand des eingetauchten Gießkörpers
⁰C	1	Gießmasse)		Tage	pro Jahr (*)
400		0,119	keine			nach 2 Tagen Risse; nach 269 Tagen ausgeprägtere Riß- und Brucherscheinungen
		0,223	Cs	Obis 28 28 bis 56 56 bis 84 84 bis 112 112 bis 140	0,915 0,508 0,66 1,14 1,67	nach 161 Tagen fest
	0,190	Sr	Obis 28 28 bis 56 56 bis 84 84 bis 112 112 bis 140	0,25 0,25 0,25 0,25 0,305	nach 67 Tagen fest; Risse nach 141 Tagen

Tabelle III (Fortsetzung)

Erhitzung vor dem Gießen	3	Dem Schwefel zugesetztes Aluminium (g/cm»	Markierung in der Gießmasse	Auslaugung in Li bei 22^C	äitungswasser ⁵C mm	Zustand des eingetauchten Gießkörpers
⁰C I h		Gießmasse)		Tage	pro Jahr (a)
400	5	0,222	Sr	Obis 28		nach 67 Tagen fest
				28 bis 56
400		0,14	Cs	Obis 28	1,29	nach 246 Tagen fest mit Aus
				28 bis 56	0,38	nahme eines Risses in der Mitte
				56 bis 84	0,28
				84 bis 112	0,28
				112 bis 140	0,305
				140 bis 168	0,406
				168 bis 196	0,406
		0,191	Cs	Obis 28	4,12	nach 120 Tagen Rißerscheinun
				28 bis 56	4,40	gen ohne Zertrümmerung
				56 bis 84	6,60
				84 bis 112	5,74
				112 bis 140	3,88
		0,205	Sr	Obis 28	0,25	nach 154 Tagen fest
				28 bis 56	0,25
	1			56 bis 84	1,01
				84 bis 112	0,25
444		0,204	Cs	Obis 28	0,94	kleiner Riß nach 50 Tagen;
				28 bis 56	0,915	nach 144 Tagen in Trümmern
				56 bis 84	3,96
				84 bis 112	7,70
				112 bis 140	4,40
				140 bis 168	2,56
		0,205	Cs	Obis 28	3,86	kleine Risse nach 67 Tagen
				28 bis 56	3,48
		0,178	Sr	Obis 28	0,635	nach 126 Tagen in Trümmern
				28 bis 56	0,406
				56 bis 84	1,24
				84 bis 112	2,79
	3			112 bis 140	2,46
				140 bis 168	2,39
444		0,218	keine			nach 177 Tagen fest
		0,205	Cs	Obis 28	0,786
				28 bis 56	0,560
				56 bis 84	0,864
				84 bis 112	2,66
				112 bis 140	3,05
				140 bis 168	2,66
		0,178	Sr	Obis 14	12,4	nach 35 Tagen zerbröckelt
	5			14 bis 28	9,30
				28 bis 35	11,9
444		0,203	keine			nach 175 Tagen zersprungen;
		0,251	keine			ernsthafteSprüngenach41Tagen;
		0,201	keine			Sprünge nach 126 Tagen
		0,242	Cs	Obis 14	6,42	nach 55 Tagen zerbröckelt
				14 bis 28	8,34
				28 bis 42	6,48
				42 bis 56	4,19
		0,178	Cs	Obis 14	34,3	nach 48 Tagen zerbröckelt
				14 bis 28	5,67
			28 bis 42	2,64
			42 bis 48	1.7

(^a) Die untere Grenze für die analytische Messung betrug 0,25 mm pro Jahr.

Claims

17 18 Beispiel IV welcher die übrigen Bestandteile des Abfalls in den wasserunlöslichen Zustand übergeführt wer- Zu in Unirührung gehaltenem geschmolzenem den, worauf das Gemisch zum Erstarren gebracht Schwefel wurde eine Schmelze von Al (NO3) 3 · 9 H2O wird. bei 140° C zugegeben; diese Schmelze war mit Sr85 5 2. Verfahren nach Anspruch 1, zur Beseitigung (NO3)., markiert. Das entstehende Schmelzgemisch einer durch Auflösung von Kernreaktorbrenn- wurde" 15 Minuten auf 150° C gehalten und sodann Stoffelementen erhaltenen Abfallösung mit einem ein Teil wie in den vorhergehenden Beispielen zu überwiegenden Gehalt an rostfreiem Stahl, da- einem zylinderförmigen Gießkörper gegossen und die durch gekennzeichnet, daß die höhere Temperatur in den vorhergehenden Bespielen beschriebenen io etwa 444° C beträgt und das Gemisch aus der Verfahren zur Berechnung der Eindringungsgeschwin- Abfallösung und dem Schwefel etwa 5 Stunden digkeit von Wasser in Millimeter pro Jahr ausgeführt. lang auf dieser höheren Temperatur gehalten Die Aluminiumkonzentration in dem Zylinder be- wird. trug 0,11 Gramm pro Kubikzentimeter. Das Ein- 3. Verfahren nach Anspruch 1, zur Beseitigung tauch- bzw. Füllwasser wurde in Abständen von 15 einer durch Auflösung von Kernreaktorbrenn- Wochen gewechselt; dabei ergaben sich die folgenden Stoffelementen erhaltenen Abfallösung mit über- Eindringgeschwindigkeiten in Millimeter pro Jahr: wiegendem Aluminiumgehalt, dadurch gekenn- 1 w , cn ο zeichnet, daß die höhere Temperatur etwa 400° C 0 Wh 070 beträgt und daß das Gemisch aus der Abfallösung 3 Wh 26 9 20 und dem Schwefel etwa 5 Stunden lan§ auf dieser • W°C, e .j q'q^ höheren Temperatur gehalten wird. 00 e ' 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Der übrige Teil des Gemisches wurde sodann auf vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- 350° C erhitzt und 10 Stunden lang auf dieser Tem- zeichnet, daß das nach der Wärmebehandlung peratur gehalten; sodann wurde das Gemisch zu 25 zur Dehydratisierung und zum Überführen in den einem Zylinder gleicher Größe mit einer Aluminium- wasserunlöslichen Zustand zurückbleibende, im konzentration von 0,12 Gramm pro Kubikzentimeter wesentlichen aus Schwefel bestehende Gemisch gegossen. Sodann wurde ebenso vorgegangen wie zu Formkörpern mit einer zur Wärmeabfuhr aus- oben; hierbei ergaben sich die folgenden Eindrin- reichenden Oberfläche gegossen wird, daß diese gungsgeschwindigkeiten in Millimeter pro Jahr: 3° Formkörper vollständig mit Metallhüllen umgeben 1 w , 0 254 werden, daß man die so umhüllten Formkörper 0 W00T16(\o<,a hinreichend lange in Wasser lagert, um den z· wocne U'-D* Hauptteil der durch die Radioaktivität erzeugten Da diese Werte unterhalb der unteren Meßgrenzen Wärme abzuführen, und daß man die Formkörper liegen, lagen die tatsächlichen Werte wahrscheinlich 35 sodann unterirdisch lagert, noch niedriger; auf jeden Fall zeigt dies, daß die 5. Anlage zur Durchführung des Verfahrens Erhitzung auf 350° C eine wesentliche Verbesserung nach einem oder mehreren der vorhergehenden der Auslaugungsbeständigkeit ergibt. Ansprüche, gekennzeichnet durch ein erstes Erhitzungsgefäß (1) mit einer Heizvorrichtung (4), Patentansprüche· 4° mittels welcher die Temperatur des Gefäßinhalts auf den erwähnten ersten Wert im Bereich von

1. Verfahren zur Beseitigung von Kernreaktor- etwa 130 bis etwa 160° C gebracht werden kann, abfall, bei welchem der Abfall dehydratisiert, für sowie mit einem in dem Gefäß vorgesehenen Wasser unlöslich gemacht und in einer Masse aus Rührwerk (5), einer in das Gefäß führenden einem inerten Material eingekapselt bzw. einge- 45 Vorrichtung (7) zur Zufuhr einer wäßrigen Abfallschlossen wird, indem der Abfall mit bestimmten, suspension und mit einer in das Gefäß führenden die Überführung in einen festen, wasserunlöslichen Vorrichtung (6) zur Zufuhr von Schwefel, durch Körper fördernden Zusatzstoffen gemischt, das ein zweites Erhitzungsgefäß (2) mit einer zuGemisch zum Wasserentzug und zur Überführung gehörigen Heizvorrichtung (10), mittels welcher des Abfalls in einen wasserunlöslichen Zustand 5° die Temperatur des Gefäßinhalts auf den erwähnerhitzt und sodann zum Erstarren gebracht wird, ten höheren Wert im Bereich von etwa 350 bis dadurch gekennzeichnet, daß als Zu- etwa 444° C gebracht werden kann, sowie mit satzstoff Schwefel verwendet wird, mit welchem einem in dem zweiten Gefäß vorgesehenen Rührder Abfall gemischt wird, daß das Gemisch zu- werk (13 a), durch eine Vorrichtung (8) zur Übernächst auf eine im Bereich von etwa 130 bis 55 führung von Flüssigkeit aus dem ersten Eretwa 160° C liegende Temperatur erhitzt wird, hitzungsgefäß in das zweite Erhitzungsgefäß, bei welcher der Wasserentzug stattfindet und die durch eine Abfallablagerungsvorrichtung (12), flüchtigen Bestandteile und Zersetzungsprodukte durch eine aus dem zweiten Erhitzungsgefäß (2) des Abfalls ausgetrieben werden, und daß das in die Abfallablagerungsvorrichtung (12) führende Gemisch sodann auf eine höhere Temperatur er- 60 Flüssigkeitsabflußleitung (11) und durch eine hitzt wird, die wenigstens 350° C beträgt und bei Anlage zur Abgasreinigung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen