DE2600790C2

DE2600790C2 - Process for the disposal of highly radioactive waste

Info

Publication number: DE2600790C2
Application number: DE19762600790
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Siempelkamp Giesserei KG
Current assignee: Siempelkamp Giesserei KG
Priority date: 1976-01-10
Filing date: 1976-01-10
Publication date: 1985-06-20
Also published as: DE2600790A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beseitigung von hochradioaktiven Abfällen, die in flüssiger Form oder in Form einer Aufschwemmung in einer heißen Zelle einer Zwischenlagerung unterzogen, danach unter Beigabe von Verfestigungsmitteln in einen Aufnahmebehälter eingebracht und in einem Transport- und Deponiebehälter einer Endlagerstätte zugeführt werden.The invention relates to a method for the disposal of highly radioactive waste, which is in liquid Temporary storage in the form or in the form of a suspension in a hot cell, thereafter placed in a receptacle with the addition of solidifying agents and in a transport and landfill containers are fed to a repository.

Bei dem (aus der Praxis) bekannten Verfahren der beschriebenen Gattung werden die hochradioaktiven Abfälle in einer ersten Zwischenlagerstufe über längere Zeit, zumeist über fünf Jahre, in flüssiger Form oder als Aufschwemmung zwischengelagert, um Radioaktivität und Zerfallswärme auf ein bestimmtes Maß abklingen zu lassen. Danach erfolgt eine Verfestigung zu Phosphatglaskugeln. Diese werden in eine Metallmatrix eingebettet. Es entstehen sog. Glas/Metall-Blöcke. Diese Glas/Melall-Blöcke werden in einer zweiten Zwisehenlagerstufe für weitere fünf |uhrc in einem Zwischenlager unter Wasserkühlung aufbewahrt. Ersl im Anschluß daran ist die spezifische Wärmefreisetzung aus Zerfallswärme genügend abgeklungen (auf etwa 10 bis 20 W/l), so daß die Blöcke ins Endlager überführt "werden können. Dazu werden sie in besonderen Aufnahmebehältern untergebracht. — Das alles bedeutet Insgesamt eine Lagerzeit von etwa zehn Jahren. Die Zerfallswärme wird dabei nicht genutztIn the method of the type described, which is known (from practice), the highly radioactive Waste in a first interim storage stage over a longer period of time, mostly over five years, in liquid form or as Suspensions temporarily stored in order to reduce radioactivity and decay heat to a certain level allow. This is followed by solidification to form phosphate glass spheres. These are in a metal matrix embedded. So-called glass / metal blocks are created. These glass / Melall blocks are stored in a second intermediate storage level kept for a further five | o'clock in an interim storage facility under water cooling. Ersl in Following this, the specific heat release from decay heat has sufficiently subsided (to around 10 up to 20 W / l), so that the blocks can be transferred to the repository. For this purpose, they are placed in special receptacles housed. - All of this means a total storage time of around ten years. the Decay heat is not used

Der Gedanke, die durch die Spaltungsenergie der radioaktiven Abfälle frei werdende Wärme auszunutzen, ist bekannt (vgl. »Kernenergie« 1967, Seiten 1 bis 8). Konkrete Vorschläge für die Durchführung solcher Energiegewinnungsmaßnahmen fehlen jedoch ebenso wie Behälteraggregate, die dafür geeignet wären.The idea of using the heat released by the fission energy of the radioactive waste, is known (see "Nuclear Energy" 1967, pages 1 to 8). Concrete proposals for the implementation of such However, there is a lack of energy generation measures, as well as container aggregates that would be suitable for this.

Transportbehälter, die im allgemeinen gleichzeitig als Deponiebehälter eingesetzt und in der Endlagerstätte mit den radioaktiven Abfällen abgestellt oder abgeworfen werden, sind aus dem DE-GM 73 17 984 bekannt. Sie bestehen aus Stahlguß oder Grauguß und sind so ausgebildet, daß sie sowohl die Abschirmfunktion erfüllen als auch alle Transport- und Endlagerbeanspruchungen aufnehmen sowie alle Sicherheitsvorschriften erfüllen. Transport containers, which are generally used at the same time as landfill containers and in the repository are parked or discarded with the radioactive waste, are known from DE-GM 73 17 984. They are made of cast steel or gray cast iron and are designed so that they both fulfill the shielding function as well as all transport and repository loads and meet all safety regulations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren ^ur Beseitigung von hochradioaktiven Abfällen anzugeben, welches es erlaubt, die Zerfallswärme auszunutzen. The invention is based on the object of a method for the disposal of highly radioactive waste indicate which allows the heat of decay to be exploited.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Aufnahmebehälter so ausgebildet ist, daß er mit Stahlguß und/oder Grauguß umgießbar ist, daß er mit einer Abschirmschale aus Stahlguß oder Gußeisen umgössen wird, die so dimensioniert ist, daß sie sowohl die Abschirmfunktion erfüllt als auch alle Transport- und Endlagerbeanspruchungen aufnimmt sowie alle Sicherheitsvorschriften erfüllt, und daß der von der Abschirmschale umgebene Behälter zusammen mit anderen gleichartigen Behältern als thermische Energiequelle inTo solve this problem, the invention teaches that the receptacle is designed so that it is with Cast steel and / or gray cast iron can be cast around in that it is cast around with a shielding shell made of cast steel or cast iron is, which is dimensioned so that it fulfills both the shielding function and all transport and Receives final storage loads and meets all safety regulations, and that of the shielding shell surrounding containers together with other similar containers as a thermal energy source in

ein Brauchwärmewerk eingebracht und nach Abklingen der Radioaktivität auf einen vorgegebenen Wert der Endlagerstätte zugeführt wird.a domestic heating plant introduced and after the radioactivity has subsided to a predetermined value of the Final deposit is supplied.

Dabei werden vorteilhafterweise die radioaktiven Abfälle in der heißen Zelle in den Aufnahmebehälter eingebracht und der Aufnahmebehälter wird in der heißen Zelle auch mit der Abschirmschale umgössen. Das bedeutet, daß mit der heißen Zelle eine entsprechende Gießerei integriert werden muß. Im allgemeinen werden die Abschirmschalen mehrschichtig ausgebildet, wobei die Schichten nacheinander gegossen werden. Die Gestaltung der Aufnahmebehälter ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens grundsätzlich beliebig. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird mit Aufnahmebehältern gearbeitet, die ihrerseits aus Grauguß oder aus Stahlguß gegossen werden und in die, gegebenenfalls mit Hilfe eines aufgesetzten Dekkels, die radioaktiven Abfälle gasdicht eingeschweißt werden. Als Material für die Abschirmschale kann Gußeisen verwendet werden, da es einerseits besonders preiswert ist und andererseits ohne Schwierigkeiten bezüglich Wanddicke und Zusammensetzung auch so eingestellt werden kann, daß alle Abschirmfunktionen erfüllt werden. Auch die mechanischen Beanspruchungen werden, insbesondere bei Verwendung von sphärulithischem Gußeisen, ohne weiteres aufgenommen. Das Umgießen der Aufnahmebehälter mit der Abschirmschale erfolgt in Kokillen, wobei es sich empfiehlt, mit diagonal geteilten Kokillen zu arbeiten. Die Abschirmschalen mil den eingegossenen Behältern hüben kugel-The radioactive waste in the hot cell is advantageously placed in the receiving container introduced and the receptacle is also poured into the hot cell with the shielding shell. That means that a corresponding foundry must be integrated with the hot cell. Generally will the shielding shells are multilayered, the layers being cast one after the other. The design of the receiving container is basically arbitrary within the scope of the method according to the invention. According to a preferred embodiment of the invention, work is carried out with receptacles, which in turn cast from gray cast iron or cast steel and into which, if necessary with the help of an attached lid, the radioactive waste is welded in a gastight manner. Cast iron can be used as the material for the shielding shell be used because it is on the one hand particularly inexpensive and on the other hand without difficulties regarding Wall thickness and composition can also be adjusted so that all shielding functions are fulfilled will. The mechanical stresses are also, especially when using spherulithic Cast iron, easily added. Pouring around the receptacle with the shielding shell takes place in molds, whereby it is advisable to work with diagonally divided molds. The shielding shells with the cast-in containers move spherical

b^r> formige oder auch mehr oder weniger cllipseiiföniiigc Gestalt. Jedenfalls wird man Aufnahmebehälter und Abschirmbehälter so dimensionieren, daß der Aufnahmebehälter von einer praktisch überall gleich dicken Ab-b ^r > shaped or more or less cllipseiiföniiigc shape. In any case, the receptacle and shielding container will be dimensioned in such a way that the receptacle is covered by a cover of practically the same thickness everywhere.

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schirmschale umgeben ist.shell is surrounded.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Zerfallswärme der radioaktiven Abfallstoffe nicht mehr nu-tzlos durch Kühlung vernichtet wird, sondern vielmehr im Rahmen eines Brauchwärmewerkes ausgenutzt wird. Da die Abschirmschale in einschichtiger oder in mehrschichtiger Ausführungsform ihre Abschirmfunktion voll erfüllt, können die Zwischenlagerzeiten reduziert werden. Das gilt einerseits für die erste Zwischenlagerstufe, weil früher als bisher das Einfüllen der radioaktiven Abfälle in einen Aufnahmebehälter und das Umgießen des Aufnahmebehälters mit der Abschirmschale erfolgen kann. Es versteht sich von selbst, daß im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Aufnahmebehälter plus Abschirmschale allen Anforderungen für Transportlagerung, Feuer und dergleichen genügen. Die von der Abschirmschale umgebenen Aufnahmebehälter können in Salzbergwerken aufbewahrt oder auch ins Meer versenkt werden, jedenfalls besteht die Möglichkeit der Wiederaufnahme und damit der Rückgewinnung der zunächst radioaktiven Abfallstoffe nach einigen Jahrzehnten, wenn wirtschaftliche Trennverfahren vorliegen.The advantages achieved are to be seen in the fact that the implementation of the method according to the invention Decay heat of the radioactive waste is no longer uselessly destroyed by cooling, but rather is used in the context of a domestic heating plant. Since the shielding shell in single-layer or fully fulfills its shielding function in a multi-layer embodiment, the interim storage times be reduced. On the one hand, this applies to the first intermediate storage level, because the filling takes place earlier than before the radioactive waste in a receptacle and the encapsulation of the receptacle with the shielding shell can be done. It goes without saying that within the scope of the method according to the invention Receiving container plus shielding shell meets all requirements for transport storage, fire and the like suffice. The receptacles surrounded by the shielding shell can be stored in salt mines or be sunk into the sea, in any case there is the possibility of resumption and thus of Recovery of the initially radioactive waste after a few decades if the separation process is economical are present.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglieh ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Schema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beseitigung von hochradioaktiven Abfällen.In the following the invention is based on a single an exemplary embodiment illustrated drawing explained in more detail. The only figure shows the scheme of a method according to the invention for the disposal of highly radioactive waste.

In der Figur ist ein Atomreaktor t schematisch dargestellt und angedeutet, daß dieser Atomreaktor 1 hochradioaktive Abfälle 2 liefert. Diese hochradioaktiven Abfälle 2 werden aufbereitet, in einem Behälter 3 gesammelt und in flüssiger Form oder in Form einer Aufschwemmung im Rahmen einer in der Figur strichpunktiert angedeuteten heißen Zelle 4 in einen Aufnahmebehälter 5 eingebracht, und zwar mit einem Verfestigungsmittel. Der Aufnahmebehälter 5 ist von Stahlguß und/ oder Gußeisen umgießbar. Danach wird der Aufnahmebehälter 5 durch Aufsetzen eines Deckels 6 gasdicht zugeschweißt. Dieser gasdicht zugeschweißte Aufnahmebehälter 5, 6 wird mit einer Abschirmscheibe 7 aus Gußeisen oder aus Stahlguß umgössen, wobei innerhalb der heißen Zelle eine entsprechende, vollautomatisch arbeitende Gießerei 8 untergebracht wird. Dabei wird mit diagonal geteilten Kokillen 9 gearbeitet. Die Abschirmschale 7 ist 'so dimensioniert, daß sie einerseits die Abschirmfunktion erfüllt, daß sie aber andererseits auch alle Transport- und Endlagerbeanspruchungen aufnimmt. Ein von einer Abschirmschale 7 umgebener Aufnahmebehälter 5,6 wird aber nicht unmittelbar der Endlagerstätte 10 zugeführt, er dient vielmehr als Energiequelle in einem Brauchwärmewerk 11. Brauchwärmewerk bezeichnet beispielsweise eine Anlage für die Erzeugung von Fernwärme, heißem Brauchwasser oder anderer Brauchwärme. Im einfachsten Falle werden dabei die Abschirmschalen 7 von einer als Wärmeträger funktionierenden Flüssigkeit, z. B. Wasser, umflossen. In dem Brauchwärmewerk 11 bleiben diese Aufnahmebehälter 5, 6, die von den Abschirmschalen 7 umgössen eo sind, bis die Radioaktivität und damit die Zerfallswärme ausreichend abgeklungen ist. Danach werden sie zu der Endlagerstätte 10 verbracht, was ohne weiteres geschehen kann, da die Abschirmschalen 7 zur Aufnahme aller Transportbeanspruchungen und Endlagerbeanspruchungen eingerichtet sind und selbstverständlich auch alle Sicherheitsvorkehrungen dazu erfüllen. Im allgemeinen wird man aus gießtechnischen Gründen mit mehrschichtigen Abschirmschalen arbeiten, aus welchem Grunde in das Schema zwei hintereinander angeordnete Gießereien 8 eingetragen worden sind.In the figure, a nuclear reactor t is shown schematically and indicated that this nuclear reactor 1 delivers highly radioactive waste 2. This highly radioactive waste 2 are processed, collected in a container 3 and in liquid form or in the form of a suspension in the context of a hot cell 4, indicated by dash-dotted lines in the figure, in a receptacle 5 introduced, with a solidifying agent. The receptacle 5 is made of cast steel and / or cast iron can be cast over. The receiving container 5 is then made gas-tight by placing a cover 6 on it welded shut. This gas-tight welded receptacle 5, 6 is made with a shielding disk 7 Cast iron or cast steel, with a corresponding fully automatic within the hot cell working foundry 8 is housed. Diagonally divided molds 9 are used here. The shielding shell 7 is' dimensioned so that, on the one hand, the Shielding function fulfilled, but on the other hand it also absorbs all transport and repository loads. A receptacle 5, 6 surrounded by a shielding shell 7 is not, however, directly the final repository 10 supplied, it rather serves as an energy source in a domestic heating plant 11 denotes, for example, a system for the generation of district heating, hot service water or other domestic heat. In the simplest case, the shielding shells 7 are used as a heat transfer medium functioning liquid, e.g. B. water, flowed around. These receptacles remain in the domestic heating plant 11 5, 6, which are encased by the shielding shells 7, until the radioactivity and thus the decay heat has subsided sufficiently. Then they are brought to the repository 10, which can easily be done can, as the shielding shells 7 to accommodate all transport and repository loads are set up and of course also meet all safety precautions. In general For reasons of casting technology, you will work with multilayer shielding shells, from which Basically two foundries 8 arranged one behind the other have been entered in the scheme.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

26 OO 790 claims:

1. A method for the disposal of highly radioactive waste, which is subjected to temporary storage in liquid form or in the form of a suspension in a hot cell, then introduced into a receptacle with the addition of solidifying agents and fed to a final storage site in a transport and landfill container, characterized that the receptacle is designed so that it can be cast around with cast steel and / or gray cast iron, that it is encapsulated with a shielding shell made of cast steel or cast iron, which is dimensioned so that it fulfills the shielding function as well as accommodates all transport and final storage requirements and all safety regulations are met, and that the container surrounded by the shielding shell, together with other similar containers, is introduced into a domestic heating plant as a thermal energy source and, after the radioactivity has subsided, is fed to the final storage facility.

2. The method according to claim 1, characterized in that the highly radioactive waste in the hot cell placed in the receptacle and the receptacle in the hot cell too is encased with the shielding shell.

3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that the shielding shell is formed in multiple layers, the layers being cast one after the other.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the highly radioactive Waste is welded gas-tight in the receptacle.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that as a receiving container a container made of gray cast iron or cast steel is used.