DE2300620A1

DE2300620A1 - Behaelter zum transport von plutoniumund uranylnitratloesungen

Info

Publication number: DE2300620A1
Application number: DE19732300620
Authority: DE
Inventors: Richard Dr Christ; Dieter Rittscher
Original assignee: Transnuklear GmbH
Current assignee: Transnuklear GmbH
Priority date: 1973-01-08
Filing date: 1973-01-08
Publication date: 1974-07-11

Description

Behälter zum Transport von Plutonium-und Uranylnitratlösungen Beim Transport radioaktiver Stoffe werden hohe Anforderungen an die Verpackung gestellt, um auch unter Unfailbedingungen ein Entweichen des radioaktiven Inhaltes zu vermeiden. Dies gilt insbesondere auch für Behälter zum Transport flüssiger Spaltstoffe wie Plutoniumnitrat- und Uranylnitratlösungen.
Solche Behälter müssen aufgrund der nationalen und internationalen Vorschriften so beschaffen sein, dass nach einem Fall aus 9 m Höhe und einem anschliessenden halbstündigen Feuer von 800°C die dichte UmschliE:sung des radioaktiven Materials erhalten bleibt. Bei spaltbarem Material kommt die Forderung hinzu, das Entstehen eines kritischen Zustandes, das heisst einer Kettenreaktion, unter Normal- und Unfallbedingungen mit Sicherheit zu vermeiden. Ferner muss dafür gesorgt werden, die aufgrund des radioaktiven Zerfalls entstehende Wärme abzuleiten. Beim Transport von Plutoniumnitratlösung ist ausserdem der Druckaufbau durch Radiolyse zu beachten Nach dem bekannten Stand der Technik bestehen Behälter zum Transport von Piuoniumnitrat-Lösung aus einem Innenbehälter und einem diesen umgebenden Schutzbehälter. Der Innenbehälter ist als iangr zylindrischer Vruckbehälter mit einem Durchmesser von ca. 12 cm ausgebildet. Durch die Beschränkung auf diesen Durchmesser wird die Ausbildung eines kritischen Zustandes verhindert. Der Schutzbehälter bildet mit dem Innenbehärter elitweü't:r eine unlösbare einheit oder ist als separater Behälter ausgeführt. Innerhalb des Innenbehälters befindet sich die Plutoniumnitrat-Lösung bei einer bekannten Ausführungsform in einer Kunststoffflasche.
Nachteilig an den bekannten Ausführungsformen ist - die geringe Kapazität von nur ca. 10 1 Plutoniuniitrat-Lösung, bedingt durch die Beschränkung auf den sicheren Durchmesser von ca. 12 cm und - die Behinderung der Wärmeabfuhr aus dem Innenbehälter, bedingt durch die aus Feuerschutz-GrJnden erforderliche starke Isolierung des Schutzbehälters.
Durch die vorliegende Erfindung wird die Aufgabe gelöst, einen Behälter zu schaffen, der unter uneingeschränkter Beachtung der Sicherheitsvorschriften eine wesentlich grössere Kapazität aufweist und auch den Transport von Plutonium-Lösung mit hoher Zerfallsarmeleistung eriaubt.
Gegenstand der Erfindung ist eir Behälter zum Transport von Flaschen mit flüssigen Plutoniumnitrat- und Uranylnitrat-Lösungen, bestehend aus einem Innenbehälter und einem diesen umgebenden Schutzbehälter, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbehälter einen Füllkörper mit neutronenabsorbierendem Material enthält, der zur Aufnahme der Flaschen mit dem Kernbrennstoff eine Vielzahl von Bohrungen aufweist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht also hinsichtlich der Erhöhung der Kapazität darin, im Innenbehälter einen Fullkörper aus neutronenabsorbierendem Material anzuordnen, der zur Aufnahme der die Lösung enthaltenden Flaschen eine Vielzahl von Bohrungen aufweist. Das neutronenabsorbierende Material des Fu"llkörpers wirkt in bekannter Weise dahingehend, eine Wechselwirkung zwischen den Flaschen zu vermeiden und damit die Ausbildung eines kritischen Zustandes zu unterbinden. Da unter Unfallbedingungen damit gerechnet werden muss, dass die Flaschen auslaufen, muss der Füllkörper den Innenraum des Behälters so ausfüllen, dass bei jeder beliebigen Orientierung keine grösseren Spalte als ca. 3 cm (sichere Schichtdicke) und keine grösseren Durchmesser als ca. 12 cm (sicherer Durchmesser) von der Spaltstofflösung eingenommen werden können.
Der Innenbehälter besteht beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder Normalstahl mit einem korrosionsbeständigen Überzug.
Der Füllkörper kann beispielsweise bestehen aus ~ Stahl oder nluniinium mit einem Zusatz von 0,1 bis 5 % Bortoder - aus einem organischen Werkstoff, in dem ein neutronenaDsorbierendes material wie Bor oder Kadmium fein verteilt ist, oder - aus einem organischen Werkstoff, in den Bleche aus neutronenabschirmenden Werkstoffen wie Kadmium oder gesintertem B4C/Aluminium eingefügt sind.
Geeignete organische Werkstoffe für den Füllkörper sind beispielsweise Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthylen, Silikonkautschuk und Epoxidharze.
Das Problem der Wärmeabfuhr, das ja bei einem Behälter hoher Kapazität besonders gravierend ist, wird dadurch gelöst, dass im Schutzbehälter an beiden Stirnseiten Durchbrüche angeordnet werden, durch die ein natürlicher Luftumlauf im Ringspalt zwischen Innen- und Schutzbehälter ermöglicht wird. Im Gegensatz zu dem allseitig geschlossenen, isolierenden Schutzbehälter wird ein Wärmestau und eine damit verbundene hohe Innentemperatur vermieden. Die Durchbrüche sind schräg zur Behälterachse angeordnet. Dies. bewirkt, dass im Unfallfeuer, bei dem der Wärmeübergang fast ausschliesslich durch Strahlung erfolgt, keine direkte Strahlung auf den Innenbehälter einwirkt.
Die Funktion des isolierenden Schutzbehälters wird deshalb nicht beeinträchtigt. Der isolierende Schutzbehälter besteht beispielsweise aus Holz, Phenolharz oder Vermikulit innerhalb eines dünnwandigen Stahlblechgehäuses.
Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhaft und vereinfacht mögliche Ausführungsformen. Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung neben der dargestellten Anordnung von sieben Flaschen im Behälter auch für den Transport einer anderen Anzahl von Flaschen geeignet ist. Es zeigt Figur 1 einen Längsschnitt durch den Innenbehälter Figur 2 einen Querschnitt durch den Innenbeliälter Figur 3 einen Querschnitt durch eine andere Variante des Innenbehälters Figur 4 einen Längsschnitt durch den Innen- und don Schutzbehälter.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Innenbehälter ist is zylindrischer Druckbehälter (1) mit Flanschdeckel (2) und Dichtung (3) ausgebildet. Er enthält einen Füllkörper (4) mit neutronenabsorbierendem Material. In Bohrungen (5) des Füllkörpers befinden sich die Flaschen (6), die die SpaltS stofflösung (7) enthalten.
Figur 3 zeigt eine Variante des Füllkörpers (4), bei dem das neutronenabsorbierende Material in Form von Blechstegen (8) eingefügt ist, die sich über die ganze Länge des Innenbehälters erstrecken.
In Figur 4 ist der Jnnenbehälter zussamen Mit dem isolierenden Schutzbehalter (9) dargestellt. An den Stirnseiten befinden sich Durchbrüche (10)), Stege (ii) gewährleisten eine Zentrierung des Innenbehälters im Schutzbehälter.
Die Luftzirkulation im Behälter ist durch Pfeile angedeutet.

Claims

P a t e n t a n s p r ii c h e

Behälter zum Transport von Flaschen mit flüssigen Plutoniumnitra*- und Uranylnitrat-Lösungen, bestehend aus einem Innenbehälter und einem diesen umgebenden Schutzbehälter, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbehälter einen Füllkörper mit neutronenabsorbierendem Material enthält, der zur Aufnahme der Flaschen mit dem Kernbrennstoff eine Vielzahl von Bohrungen aufweist.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1 dass der Füllkörper aus Stahl oder Aluminium mit einem Borzusatz von 0,1 bis 5 % besteht.
3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper aus einem organischen Werkstoff mit darin feinverte iltem neutronenabsorbierenden Material besteht.
4. Behälter aus nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper aus einem organischEn Werkstoff besteht, In den Bleche aus neutronenabsorbierenden Werkstoffen wie Kadmium undioder gesintertem B4C,/Aluminium eingefügt sind.
5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenzzeichnet, dass der Schutzbehälter zur Erzeugung eines Laftstromes um den Innenbehälter an beiden Stirnseiten zur Behälterachse geneigte Durchbrüche aufweist.