DE2401704A1 - Verfahren zur sicheren verdichtung von radioaktivem material zu einem festen koerper - Google Patents
Verfahren zur sicheren verdichtung von radioaktivem material zu einem festen koerperInfo
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Description
SKP KUGELLAGERPABRIKEM GMBH Schweinfurt, 10. Januar 1974
TP/Öl/her
Verfahren zur sicheren Verdichtung von radioaktivem Material zu einem festen Körper.
Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur sicheren Verdichtung
von radioaktivem Material zu einem festen Körper, wobei sicn das radioaktive
Material in einem Behälter befindet, der vorher in einer luftleeren Kammer verschlossen woraen ist.
Es ist bekannt, dai die Temperatur von radioaktivem Material, das Strahlungsenergie
aussendet, zunimmt und daß as somit als Istopenwärmequelle verwendet
werden kann. Ein solches Isotop kann in bekannter Weise durch chemische
Trennverfahren von der. Spaltprodukten abgeschieden werden. Das Isotop
ist mämlioh in einer besonderen chemischen Verbindung gebunden, aus der
es abgesondert werden kann. In der Regel weist das Endprodukt der chemischen Trennung eine Durchschnittsdichte auf, die geringer als die theoretische
Dichte der betreffenden chemischen Verbindung ist.
Es ist bekannt, radioaktives Material, das in granulierter oder pulverartiger
Form vorliegt, durch Kalt- und/oder Heißverdichtunä und anschließendes
Sintern in handliche und leicht transportierbare Körper zu verdichten.
Weiterhin ist es bekannt, daß die Energieleistung per Volwneneinheit der
Anzahl der in der Volumeneinheit anwesenden radioaktiven Atomen proportional ist. Urn deshalb eine optimale Energieleistung zu erreichen, muß die Dichte
des festen Körpers so weit wie möglich der theoretischen Dichte der gewählten
chemischen Verbindung entsprechen.
409829/0878
2 4 U ä V [JA
SKF KUGELLAGERPABHIKEIi GMBH Blatt -
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, das bekannte Verfahren
zur Verdichtung von radioaktivem Material weiter zu verbessern, so daß es gefahrloser und wirtschaftlich vorteilhafter wird.
Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst,
daß der evakuierte Behälter mit dem eingeschlossenen radioaktiven Material in einem geeigneten Raum, eln(?r sogenannten Heißzelle, in
einem zweiten, ebenfalls zusammenpreßbaren Sicherheitsbehälter, angeordnet wird, worauf die beiden Behälter verdichtet werden.
Durch dieses Verfahren wird die Dichte des radioaktiven granulierten
oder pulverartigen KateriaIs so erhc5ht, daß es mehr als 95 % der
theoretischen Dichte der chemischen Verbindung erreicht. Der zweite Behälter bildet eine Art von Sicherheitselement, das die Ausbreitung
des radioaktiven Materials während des Verdichtungsvorganges verhindert.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, den zweiten
Behälter mit einem druckllbertragenden Medium, z. B. mit einem flüssigen Metall, wie flüssigem Blei oder einer flüssigen Bleiverbindung
zu füllen«
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft,
die beiden Behälter unter einem Druck von mindestens 1000 bar und bei einer Temperatur von mindestens 1200° C zu verdichten.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung nachstehend ausführlich beschrieben, wobei die Vorteile und besondere Eigenschaften der Erfindung klarer herausgestellt werden sollen.
4Q9829/U878
ORIGINAL INSPECTED
3 24Ü170A
SiO? KUßELLAGERFABRIKEN GMBH Blatt - ^ -
In der vorliegenden Zeichnung sind die Behälter schematisch
dargestellt. Der Behälter 1 enthält das granulierte oder pulverförraige
radioaktive Material 2, das in einer sogenannten Heißwelle vorverdichtet worden ist. Bei dieser Heißzelle handelt es
sich um einen gegen Austritt von Radioaktivität geschützten Raum, in dem das radioaktive Material von außen behandelt werden kann.
Bei dieser Vorverdichtung wird der Behälter mit dem Inhalt während einer gewissen Zeitspanne mechanischen Vibrationen ausgesetzt wodurch
bereits eine '30 - 6o /öige Verdichtung des granulierten oder pulver-
Materials erzielt werden kann. Eine solche Verdichtung kann
is sicher erreicht werden, wenn das radioaktive Material in erster-Linie
aus chemischen Verbindungen in Form von kugelförmigen Granulaten
besteht. In der sogenannten Heißzelle wird der Behälter 1 mit einem
porösen Deckel 3 abgedeckt, der beispielsweise gemäß dem in der deutschen
Patentanmeldung P 27) ~J2. 125.5 beschriebenen Verfahren, vorzugsweise
durch Anwendung der Elektronenstrahlschweißung mit der Behälterwand 4 verbunden wird. Beim Schweißen bildet sich eine gleichförmige
Schweißraupe 5 zwischen dem Deckel J>
und der Wand k in einer sehr kurzen Zeit während der Evakuierung des Behälters. Es soll erwähnt
werden, daß im vorliegenden Falle das beschriebene Verfahren, nämlich Vorverdichtun^, Schweißen und gleichzeitiges Evakuieren des Behälters
in der sogenannten Heißzelle stattfindet.
Durch das Verschließen des Behälters 1 entsteht ein Körper, der mit
radioaktivem Material an einer ganz bestimmten Stelle gefUllt ist,
eine Tatsache, die im Hinblick auf die Sicherheit von großer Bedeutung
ist.
Anschließend wird der Behälter 1 - in der sogenannten "Heißzelle" in
den zweiten Behälter 6 eingesetzt, der ebenfalls aus einem zusammenpreßbaren
Material besteht und mit einem druckübertragenden Medium,
4 0 9 8 2 9 / ü 8 7 8
ORIGINAL INSPECTED
SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH f Blatt - A
ζ. B.. flüssiges Metall 7, gefüllt ist. Hier wird der Behälter 6
mit dem Deckel 8 auf die selbe Weise wie der Behälter 1 verschlossen, und zwar durch Verschweißen (Schweißraupe 9) äes Deckels 8
mit der Wand des Behälters € mit Hilfe eines Elelteonenstrahl-Schweißgerätes.
Zur genauen Bestimmung der Lage des Behälters 1 im Behälter 6 sind leicht verformbars Stützelemente 10 und 11 vorgesehen.
Die auf diese Weise entstandene und in der Zeichnung schematisch dargestellte
Behälterzusammenstellung wird nunmehr in einer hydraulischen Presse verdichtet, wobei die Behälter während einer gewissen Zeitspanne
gleichzeitig der Wirkung hohen Drucks und hoher Temperatur("Heißverdichtung')
unterworfen werden.
Bei dieser Verdichtung wirkt der zweite Behälter 6 als ein Sicherheitspuffer, der die Leckage des radioaktiven Materials während der Heißverdichtung
verhindern soll. Würde z. B. im Behälter 6 eine Leckage entstehen, so könnte die Verdichtung nur bis zu einem gewissen Grad oder
Überhaupt nicht stattfinden, weil bei selbst geringer Erhöhung des
Druckes ein Druckausgleich zwischen dem Behälter 6 und der Druckkammer der Presse erfolgt. Bei einer Leckage im Behälter 1, der das radioaktive
Material enthält, würde während der Verdichtung flüssiges Metall durch die undichte Stelle in den Behälter 1 einsickern. In diesem Fall würden
die Behälter nicht verdichtet, weil das druckübertragende Medium, d. h. das flüssige Metall 7 in den Behälter 1 eindringt und so der Druck ausgegl-ichen
wird.
Nach der Verdichtung kann das verdichtete radioaktive Material als Isotopenwärmequelle
verwendet werden. Dies geschieht einfach durch Herausnehmen des Behälters 1 aus dem Behälter β und Anordnung dieses Behälters 1 in
einem entsprechend abgesicherten Raum.
U U a 8 2 9 / U 8 7 B
ORIGINAL INSPECTED
Claims (5)
1. Verfahren zur sicheren Verdichtung von radioaktivem Material
zu einem festen Körper, wobei sich das radioaktive Material
in einem Behälter befindet, der vorher in einer luftleeren Kammer verschlossen worden ist, dadurch .^ekennzeichnet, daß
der evakuierte Behälter (l) mit dem eingeschlossenen radioaktiven
Material (2) in einem geeigneten Raum, einer sogenannten Heißzelle, in einem zweiten, ebenfalls zusammenpreßbaren
Behälter (6) angeordnet wird, und die beiden Behälter (1 und ό) zusaiiimen verdichtet werden,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dab der zweite
Behälter (6) mit einem druckübertragenden Medium (7) gefüllt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als druckübertragendes
Medium flüssiges Metall verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges
Metall Blei oder eine Bleiverbindung verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden ΑηεριΟΐυ, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behälter (1, 6) unter einem Druck von mindestens ICX)O bar und bei einer Temperatur von mindestens 1200° C verdichtet
werden.
409829/08
ORIGINAL INSPECTED
Leerseite
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