DE2237506C3 - Verfahren zum Entfernen von Tritium aus gasgekiihlten, jedoch nicht mit Kohlendioxid gekühlten Kernreaktoren - Google Patents
Verfahren zum Entfernen von Tritium aus gasgekiihlten, jedoch nicht mit Kohlendioxid gekühlten KernreaktorenInfo
- Publication number
- DE2237506C3 DE2237506C3 DE19722237506 DE2237506A DE2237506C3 DE 2237506 C3 DE2237506 C3 DE 2237506C3 DE 19722237506 DE19722237506 DE 19722237506 DE 2237506 A DE2237506 A DE 2237506A DE 2237506 C3 DE2237506 C3 DE 2237506C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hydrogen
- cooled
- tritium
- containing compounds
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 title claims description 22
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 title claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 26
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 description 3
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N Barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium(0) Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-VVKOMZTBSA-N Dideuterium Chemical compound [2H][2H] UFHFLCQGNIYNRP-VVKOMZTBSA-N 0.000 description 1
- 230000036499 Half live Effects 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Description
45
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Tritium aus dem Primärkreislauf gasgekühlter,
jedoch nicht mit Kohlendioxid gekühlter, graphitmoderierter Kernreaktoren.
In den Primärkreisläufen sämtlicher gasgekühlter Kernreaktoren befindet sich als radioaktive Verunreinigung
das überschwere Wasserstoffisotop Tritium, das eine Halbwertszeit von etwa 12,5 Jahren besitzt
und entweder als Spaltprodukt auftritt oder durch Kernreaktionen, beispielsweise aus Helium oder Lithium
entsteht.
Tritium besitzt gegenüber anderen radioaktiven Verunreinigungen im Primärkreis die Eigenschaft,
daß es insbesondere bei erhöhten Temperaturen, wie sie bei gasgekühlten Kernreaktoren vorliegen, durch
Metallwände diffundiert und somit in andere Kreisläufe gelangt. Dies führt dann zu einer radioaktiven
Verunreinigung beispielsweise des Speisewassers gasgekühlter Kernkraftwerke.
Bei Salzschmelzen-Reaktoren tritt ebenfalls eine Tritiumdiffusion auf. Hier hat man versucht, durch
besondere Konstruktion der Rohre und Verwendung speziellen Materials für diese die Tritium-Diffusion
zumindest möglichst gering zu halten. So hat sich beispielsweise herausgestellt, data die Diffusion durch
eine Al,O3-Schicht behindert wird. Außerdem kann
man von der Tatsache Gebrauch machen, daß Tritium in flüssigem Kalium nicht kondensiert, und auf dieser
Basis ein kompliziertes Abtrennverfahren durchführen. Diese Verfahren sind jedoch sehr aufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein wirtschaftlich vertretbares, ohne besondere Umbauten
auch an bereits erstellten Anlagen durchführbares Verfahren vorzuschlagen, das eine Entfernung
des Tritiums aus dem Primärkreislauf gestattet, ehe es zu einer Diffusion in andere Kreisläufe kommen
kann. Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf der Erkenntnis, daß sich im Betrieb des Reaktors nur ein
kleiner Teil des tatsächlich vorhandenen Tritiums im Kühlgas befindet, während der überwiegende Teil am
beispielsweise als Moderator verwendeten Graphit chemisch adsorbiert ist. Um nun dem Diffusionsproblem
wirkungsvoll begegnen zu können, kommt es darauf an, die beträchtlichen Tritiummengen zu erfassen,
die am Graphit adsorbiert sind. Dies wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch erreicht, daß Wasserstoff oder wasserstoffhaltige Verbindungen in deren Primarkreislauf
eingespeist werden, und daß das dadurch desorbierte Tritium in einer in an sich bekannter Weise
in einem By-pass angeordneten Reinigungsanlage aus dem Kühlgas entfernt wird. Durch das Einspeisen von
Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Verbindungen wird das am Graphit adsorbierte Tritium in beträchtlichen
Mengen freigesetzt, wobei vermutlich ein Austausch von chemisch adsorbiertem Tritium gegen den
eingespeisten normalen Wasserstoff stattfindet.
Da das freigesetzte Tritium nicht spontan in den Sekundärkreislauf diffundiert, sondern nur mit einer
erheblichen Zeitverzögerung, besteht genügend Zeit, das vom Graphit freigesetzte Tritium in einer Reinigungsanlage
aus dem Kühlgas zu entfernen, die, wie beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift
1 273080 bekannt, in einem By-pass angeordnet ist. Die Einspeisung von Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen
Verbindungen kann daher vorteilhafterweise intermittierend erfolgen. Vorzugsweise wird dabei im
Primärkreislauf für einige Stunden eine Konzentration von ungefähr 1000 bis 5000 μζ\ an Wasserstoff
bzw. die auf Wasserstoff bezogene äquivalente Menge einer wasserstoffhaltigen Verbindung aufrechterhalten.
Obwohl sich zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung neben Wasserstoff sämtliche wasserstoffhaltigen
chemischen Verbindungen eignen, werden Kohlenwasserstoffe, insbesondere CH4, aber
auch NH3 bevorzugt. Zwar ist es aus der britischen Patentschrift 1211011 bekannt, dem Kühlgas CH4
zuzusetzen, allerdings geschieht dies bei von der Erfindung ausgenommenen, mit Kohlendioxid gekühlten
Kernreaktoren und darüber hinaus zu einem völlig anderen Zweck, nämlich mit dem Ziel, die aus anderen
Gründen erforderliche Menge an CO im CO2-KUhlgas
zu reduzieren.
Für die mit der Erfindung eirzielten Wirkungen ist es unerheblich, ob flüssige oder gasförmige Verbindungen
r.ur Anwendung kommen, jedoch wird letzteren deshalb der Vorzug gegeben, weil sie eine leichtere
Einspeisung ermöglichen. Schließlich ist auch die Stelle der Einspeisung unkritisch, so daß lediglich zur
Erhöhung der Wirksamkeit vorgeschlagen wird, die Einspeisung in das Kühlgas vor dessen Eintritt in das
Reaktorcore vorzunehmen.
Das durch das Einspeisen gemäß der Erfindung freigesetzte Tritium kann, wie bereits erwähnt, in einer
in einem By-pass angeordneten Reinigungsanlage aus dem Kühlgas, z.B. Helium, entfernt werden, und
zwar beispielsweise durch Oxydation über Kupferoxid oder katalytische Verbrennung an einem Platinkontakt
mit überschüssigem Sauerstoff, wobei das jeweils entstehende Wasser durch Trockner (Molekularsieb,
Silikagel, Bariumoxid usw.) entfernt werden kann.
In der Zeichnung ist schematisch der Primärkreislauf eines gasgekühlten Kernreaktors mit Einspeisung
gemäß der Erfindung dargestellt. Das wärmeabführende Kühlgas wird im Kreislauf 1 mittels eines Gebläses
2 durch das Core 3 gepumpt und gibt seine Wärme in einem Dampferzeuger 4 an einen Speisewasserkreislauf,
d.h. den Sekundärkreislaufs ab. Hinter den Gebläsen 2 wird ein Teilstrom des Kühlgases
abgezweigt und in einer Reinigungsanlage 6 von seinen inaktiven und aktiven Verunreinigungen gereinigt.
Gemäß der Erfindung werden nun vorzugsweise vor Eintritt in das Core dem Kühlgas Wasserstoff oder
wasserstoffhaltige Verbindungen 7 zugeführt. Dies kann kontinuierlich oder diskontinuierlich geschehen,
wobei je nach Reaktorgröße dafür gesorgt wird, daß zumindest für einige Stunden eine Konzentration von
etwa 1000 bis 5000 /iat H2 oder einer äquivalenten
Menge wasserstoffhaltiger Verbindungen (CH4 usw.) im Kühlgas vorhanden ist. Das derart geimpfte Kühlgas
führt im Core zu einer Freisetzung des am Graphit adsorbierten Tritiums, das dann im By-pass 8 mittels
der Gasreinigungsanlage 6 aus dem Kühlgas entfernt wird. Mit diesen Maßnahmen, nämlich den genügend
»5 häufigen Wasserstoff-Einspeisungen in Verbindung mit einer hinsichtlich des Durchsatzes hinreichend bemessenen
Gasreinigungsanlage wird in vorteilhafter Weise erreicht, den im Primärkreislauf befindlichen
Graphit vollständig von Tritium zu säubern und die Tritiumkonzentration im Primärkreis auf einem so
niedrigen Niveau zu halten, daß seine Diffusion in andere Kreisläufe verhindert wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zum Entfernen von Tritium aus Primärkreislauf gasgekühlter, jedoch nicht
mit Kohlendioxid gekühlter, graphitmoderierter Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet,
daß Wasserstoff oder wasserstoffhaltige Verbindungen
in deren Primärkreislauf eingespeist werden, und daß das dadurch desorbierte Tritium in
einer, in an sich bekannter Weise in einem By-pass angeordneten, Reinigungsanlage aus dem Kühlgas
entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff bzw. die was- *5
lerstoffhaitigen Verbindungen in das Kühlgas vor dessen Eintritt in das Reaktorcore eingespeist
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspeisen von Wasser- ao
stoff oder wasserstoffhaltigen Verbindungen intermittierend erfolgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
im Primärkreislauf für einige Stunden eine Konzentration von ungefähr 1000 bis 5000 μζί an
Wasserstoff bzw. die auf Wasserstoff bezogene äquivalente Menge einer wasserstoffhaltigen Verbindung
aufrechterhalten wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
als wasserstoffhaltige Verbindungen in an sich bekannter Weise Kohlenwasserstoffe, insbesondere
CH4, verwendet werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
als wasserstoffhaltige Verbindung Nl i3 verwendet
wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß 4»
zum Einspeisen gasförmige wasserstoffhaltige Verbindungen verwendet werden.
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722237506 DE2237506C3 (de) | 1972-07-31 | Verfahren zum Entfernen von Tritium aus gasgekiihlten, jedoch nicht mit Kohlendioxid gekühlten Kernreaktoren | |
| NL7309868.A NL161603C (nl) | 1972-07-31 | 1973-07-16 | Werkwijze voor het koelen van een gasgekoelde, met grafiet gemodereerde kernreactor. |
| CH1035473A CH588414A5 (de) | 1972-07-31 | 1973-07-16 | |
| DK406373A DK139247C (da) | 1972-07-31 | 1973-07-23 | Fremgangsmaade til fjernelse af tritium fra primaerkredsloebet af heliumkoelede,grafitmodererede kernereaktorer |
| GB3494673A GB1397526A (en) | 1972-07-31 | 1973-07-23 | Removal of tritium from nuclear reactors |
| US05/382,556 US3993541A (en) | 1972-07-31 | 1973-07-25 | Removal of tritium from gas-cooled nuclear reactors |
| IT51669/73A IT990029B (it) | 1972-07-31 | 1973-07-26 | Procedimento per l allontanamento del tritio da reattori nucleari raffreddati a gas |
| LU68108A LU68108A1 (de) | 1972-07-31 | 1973-07-27 | |
| BE133952A BE802891A (fr) | 1972-07-31 | 1973-07-27 | Procede d'elimination du tritium du circuit primaire de gaz de refroidissement des reacteurs nucleaires |
| FR7327769A FR2194641B1 (de) | 1972-07-31 | 1973-07-30 | |
| IE1305/73A IE37962B1 (en) | 1972-07-31 | 1973-07-31 | Removal of tritium from nuclear reactors |
| JP48086275A JPS5232437B2 (de) | 1972-07-31 | 1973-07-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722237506 DE2237506C3 (de) | 1972-07-31 | Verfahren zum Entfernen von Tritium aus gasgekiihlten, jedoch nicht mit Kohlendioxid gekühlten Kernreaktoren |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2237506A1 DE2237506A1 (de) | 1974-02-21 |
| DE2237506B2 DE2237506B2 (de) | 1975-10-16 |
| DE2237506C3 true DE2237506C3 (de) | 1976-05-26 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3606316C2 (de) | ||
| DE1215669B (de) | Verfahren zum Aufbereiten von bestrahltem Kernreaktorbrennstoff | |
| DE2613351C3 (de) | Verfahren zur chemischen Dekontamination von metallischen Bauteilen von Kernreaktoranlagen | |
| DE2503137C2 (de) | Heliumgekühlter Kernreaktor | |
| DE2601460C2 (de) | Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen aus dem Kühlgas von Hochtemperatur-Kernreaktoren | |
| DE2239952A1 (de) | Kernreaktoranlage | |
| DE2545001C2 (de) | ||
| DE2237506C3 (de) | Verfahren zum Entfernen von Tritium aus gasgekiihlten, jedoch nicht mit Kohlendioxid gekühlten Kernreaktoren | |
| EP1082728A1 (de) | Verfahren zum abbau der radioaktivität eines metallteiles | |
| DE2552138A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum reinigen des in gasgekuehlten hochtemperaturreaktoren als kuehlmittel verwendeten heliums | |
| DE2429761A1 (de) | Verfahren zur verminderung der konzentration von radioaktivem gas im kuehlmittel eines kernreaktors | |
| DE2328660A1 (de) | Verfahren zur abscheidung von spaltprodukten aus dem kuehlmittel eines kernreaktors | |
| DE2237506B2 (de) | Verfahren zum Entfernen von Tritium aus gasgekühlten, jedoch nicht mit Kohlendioxid gekühlten Kernreaktoren | |
| DE3606317A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur dekontamination des abgases des brennstoffkreislaufs eines fusionsreaktors von tritium und/oder deuterium in chemisch gebundener form enthaltenden abgas-bestandteilen | |
| EP0028773A2 (de) | Verfahren zur Beseitigung von in Kernkraftwerken entstehenden radioaktiven Kohlenstoffoxiden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE1044296B (de) | Heterogener Kernreaktor | |
| DE1032432B (de) | Verfahren zur Durchfuehrung von Kernreaktionen in einem Brutreaktor | |
| DE2450391C2 (de) | Verfahren zur Verhinderung der Tritium-Kontaminierung von Sekundärsalzschmelze und Dampf in einem Salzschmelzen-Kernreaktor | |
| DE4126468C2 (de) | Verfahren zur Behandlung des Primärkühlmittels eines Druckwasserreaktors | |
| DE1444485A1 (de) | Verfahren zur Gasreinigung | |
| DE1936048A1 (de) | Kernreaktor und Verfahren zu seinem Betrieb | |
| DE1696136A1 (de) | Verfahren zum Verhindern von Kohlenstoffablagerungen an den Metallflaechen eines Kernreaktors | |
| DE3935808C1 (de) | ||
| Nieder | Method for the removal of tritium from gas-cooled nuclear reactors, with the exception of reactors cooled with carbon dioxide | |
| DE2328283A1 (de) | Verfahren zum bestimmen des anteils gebrochener teilchen von umhuelltem spaltmaterial in kompaktkoerpern von kernreaktoren |