DE2652957A1 - PROCESS AND INCLUSION MEASURES FOR CONSOLIDATING RADIOACTIVE WASTE INTO A SOLID BODY - Google Patents

PROCESS AND INCLUSION MEASURES FOR CONSOLIDATING RADIOACTIVE WASTE INTO A SOLID BODY

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DE2652957A1
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radioactive waste
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Stanley Leonard Cosgrove
Kenneth Allen Gablin
James Howard Leonard
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Nuclear Engineering Co Inc
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    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
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    • G21F9/167Processing by fixation in stable solid media in polymeric matrix, e.g. resins, tars
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L61/24Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds with urea or thiourea

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Description

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF ■ Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER - Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ
PATENT LAWYERS:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ Dipl.-Ing. W. FLORACK Dipl.-Ing. R. KNAUF ■ Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER - Dipl.-Ing. HB COHAUSZ

NUCLEAR ENGINEERING COMPANY, INC. 19. November 1976NUCLEAR ENGINEERING COMPANY, INC. November 19, 1976

9200 Shelbyville Road9200 Shelbyville Road

Louisville, Commonwealth of Kentucky U.S.A.Louisville, Commonwealth of Kentucky U.S.A.

Verfahren und Einschlußmasse zur Verfestigung von radioaktivem Abfall zu einem festen KörperMethod and containment compound for solidifying radioactive waste into a solid

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einschlußmasse zur Verfestigung von radioaktivem Abfall zu einem festen Körper.The invention relates to a method and an inclusion mass for solidifying radioactive waste into a solid Body.

Harnstoff-Formaldehyd-Polymere sind ausgezeichnete Hilfsmittel zum Einschließen radioaktiver Abfälle, so daß diese in einer Deponie abgelagert werden können. Bei einer derartigen Ablagerung besteht jedoch die Gefahr, daß radioaktive Stoffe aus der festen Einschlußmasse ausgelaugt werden, wenn diese ständig oder häufig mit Wasser in Berührung kommen. Zur Lösung dieses Problems ist bereits·eine Reihe von Methoden vorgeschlagen worden, bei denen zusätzliche Verfahrensschritte vorgesehen sind oder andere Kunststoffe anstelle oder zusätzlich zu dem Harnstoff-Formaldehyd-Polymer verwendet werden.Urea-formaldehyde polymers are excellent auxiliaries to contain radioactive waste so that it can be deposited in a landfill. With such a deposit however, there is a risk that radioactive substances will be leached out of the solid inclusion mass if they are constantly or come into frequent contact with water. A number of methods have already been proposed to solve this problem been, in which additional process steps are provided or other plastics instead of or in addition to the Urea-formaldehyde polymer can be used.

Für die Ablagerung radioaktiver Abfälle müssen diese in einer festen Masse eingeschlossen sein, die gegen Auslaugung beständig ist und in dieser Hinsicht bestimmten Sicherheitsvorschriften entspricht«For radioactive waste to be deposited, it must be enclosed in a solid mass that is resistant to leaching and in this respect complies with certain safety regulations «

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Verfestigung von radioaktivem Abfall zu einem festen Körper
anzugeben, bei dem ein Harnstoff-Formaldehyd-Polymer als Einschlußmasse dient und das ein Produkt liefert, das gegen Auslaugen radioaktiver Bestandteile weitgehend beständig ist.
The invention is based on the object of a method for
Solidification of radioactive waste into a solid body
indicate in which a urea-formaldehyde polymer is used as the inclusion mass and which provides a product that is largely resistant to the leaching of radioactive constituents.

Erfiridungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man den radioaktiven Abfall mit einem wäßrigen Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer mischt, dem Gemisch einen Härter zusetzt, der das
Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer zu einem Polymer auszuhärten vermag, das den größten Teil des radioaktiven Abfalls derart
einschließt, daß er durch Wasser nicht ausgelaugt werden kann, und das Gemisch bis zum Erstarren rührt.
According to the invention, this object is achieved by mixing the radioactive waste with an aqueous urea-formaldehyde prepolymer, adding a hardener to the mixture, which
Urea-formaldehyde prepolymer is able to cure into a polymer that absorbs most of the radioactive waste in this way
includes that it cannot be leached by water and that the mixture is stirred until it solidifies.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims specified.

Das Verfahren eignet sich auch zum Einschließen giftiger chemischer Abfälle, so daß diese ohne Gefahr gehandhabt und beseitigt werden können,The method is also useful for trapping toxic chemical Waste so that it can be handled and disposed of without risk,

Das Verfahren eignet sich zur Beseitigung aller Formen schwach radioaktiver Abfälle, Diese Abfälle können in fester oder flüssiger Form vorliegen und anorganischer oder organischer Natur sein. Wenn das Material in fester Form vorliegt, sollte es
zweckmäßigerweise auf eine Korngröße von 0,8 mm (20 ASTM-Maschen) oder kleiner zerkleinert werden. Flüssigkeiten lassen sich, nach dem Verfahren leichter behandeln, besonders wenn es sich um wäßrige Flüssigkeiten handelt; sie können gelöste,
dispergierte oder suspendierte Feststoffe enthalten. Die strahlenden Nuklide können als Anionen oder Kationen (in komplexer oder nicht komplexer Bindung), Metalle oder metallorganische
Verbindungen in echter Lösung, als Dispersion oder Suspension
The process is suitable for the disposal of all forms of low-level radioactive waste. This waste can be in solid or liquid form and be of an inorganic or organic nature. If the material is in solid form, it should
expediently be comminuted to a grain size of 0.8 mm (20 ASTM mesh) or smaller. Liquids can be treated more easily according to the method, especially if they are aqueous liquids; you can solve,
contain dispersed or suspended solids. The radiating nuclides can be anions or cations (in complex or non-complex bonds), metals or organometallic
Compounds in real solution, as a dispersion or suspension

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zugegen sein. Nuklide in Ionen-Form werden durch. Wasser besonders leicht ausgelaugt, und das Verfahren der Erfindung eignet sich besonders zum Einschließen solcher Formen in eine Masse, die gegen Auslaugen besonders beständig ist.be present. Nuclides in ion form are produced by. Water especially easily leached and the method of the invention is particularly useful for including such shapes in one Compound that is particularly resistant to leaching.

Die Konzentration der strahlenden Nuklide kann von weniger als 1 ppm bis zu Konzentrationen betragen, die gleich der Strahlungstoleranz der einschließenden Polymermasse sind. Diese Toleranz liegt bei
dauer des Systems,
The concentration of the radiating nuclides can be from less than 1 ppm up to concentrations which are equal to the radiation tolerance of the enclosing polymer mass. This tolerance is included
duration of the system,

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Toleranz liegt bei etwa 10 erg/g für die angenommene Lebens-
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Tolerance is around 10 erg / g for the assumed food

Der schwach radioaktive Abfall kann auch verschiedene nicht radioaktive Stoffe enthalten. Insbesondere Borsäure in Konzentrationen bis zur Sättigung und darüber hinaus bis zu Mischungen, die feste Borsäurekristalle enthalten, sowie Natriumsulfat in Konzentrationen bis zur Sättigung und darüber hinaus bis zu Mischungen, die feste Natriumsulfat-Kristalle (wasserfrei oder als Dekahydrat) enthalten, können toleriert werden. Da diese Stoffe in radioaktiven Abfällen häufig vorkommen und bei bestimmten Ablagerungssystemen Schwierigkeiten verursachen, ist die Toleranz des Verfahrens gemäß der Erfindung gegenüber solchen Stoffen besonders wertvoll.The low-level radioactive waste can also contain various non-radioactive substances. Especially boric acid in concentrations up to saturation and beyond that up to mixtures containing solid boric acid crystals, as well as sodium sulfate in Concentrations up to saturation and beyond that up to mixtures containing solid sodium sulfate crystals (anhydrous or as decahydrate) can be tolerated. Since these substances occur frequently in radioactive waste and with certain Deposition systems cause difficulties is the tolerance of the method according to the invention such substances are particularly valuable.

Nach dem Verfahren der Erfindung wird der radioaktive Abfall in eine lagerfähige Form gebracht, indem er mit einem Einschlußmittel, das einen Kunstharzkörper zu bilden vermag, indem der radioaktive Abfall immobilisiert ist, gemischt und dann das Einschlußmittel gehärtet wird, bis die gewünschte Kunstharzmasse erhalten ist.According to the method of the invention, the radioactive waste brought into a storable form by being with an encapsulant capable of forming a synthetic resin body by the radioactive waste is immobilized, mixed, and then the containment agent is cured until the desired resin composition is obtained is preserved.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung ist das Einschlußmittel ein Vorpolymer aus Harnstoff und Formaldehyd, das vor der Verwendung zum Einschließen radioaktiver Abfälle mit weiteren Stoffen behandelt wird.According to the method of the invention, the containment agent is a Pre-polymer made from urea and formaldehyde, which is used to enclose radioactive waste with other substances before it is used is treated.

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Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymere sind im Handel erhältlich, und alle diese gebräuchlichen Produkte, die sich durch den Zusatz eines sauren Härters zu einem Hochpolymeren aushärten lassen, sind für das Verfahren geeignet. Ein bevorzugtes Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer läßt sich aus 1 bis 2 Mol Formaldehyd je Mol Harnstoff, am besten aus 1,5 Mol Formaldehyd und 1 Mol Harnstoff, herstellen. Solche Harnstoff-Formaldehyd— Vorpolymere, die beim Zusatz saurer Härter aushärten, sind bereits zum Einschließen radioaktiver Abfälle vorgeschlagen worden. Diese Einschlußmassen neigen jedoch zum Auslaugen, wenn der feste Block mit Wasser in Berührung kommt, so daß weitere Maßnahmen zur Lösung des Auslaugungsproblems nötig sind. Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird erreicht, daß die Einschlußmasse und das Polymer gegen Auslaugen erheblich beständiger sind.Urea-formaldehyde prepolymers are commercially available, and all these common products which cure to a high polymer with the addition of an acidic hardener let are suitable for the procedure. A preferred urea-formaldehyde prepolymer can be made from 1 to 2 moles of formaldehyde per mole of urea, preferably from 1.5 moles of formaldehyde and 1 mole of urea. Such urea-formaldehyde- Prepolymers that cure when acidic hardeners are added have already been proposed for containment of radioactive waste been. However, these inclusion masses tend to leach out when the solid block comes into contact with water, so that further Measures to solve the leaching problem are necessary. By the method according to the invention achieves that the inclusion mass and the polymer are considerably more resistant to leaching are.

Eine Verbesserung besteht darin, daß als Härter Salpeter- oder Phosphorsäure verwendet wird. Versuchsergebnisse zeigen, daß bei der Verwendung dieser Härter eine höhere Beständigkeit des ausgehärteten Harnstoff-Formaldehyd-Polymeren gegen Auslaugen erhalten wird. Eine weitere Verbesserung der Einschlußmasse wird durch Behandeln der Masse mit einem Kationenaustauscher oder einem Chelatbildner vor dem Zusatz des radioaktiven Abfalls und dem Aushärten erzielt.One improvement is that nitric or phosphoric acid is used as the hardener. Experimental results show that When using this hardener, the hardened urea-formaldehyde polymer has a higher resistance to leaching is obtained. A further improvement in the inclusion mass is obtained by treating the mass with a cation exchanger or a chelating agent prior to adding the radioactive waste and curing.

Der Ionenaustauscher kann eins der vielen im Handel erhältlichen Produkte sein. Ein bevorzugtes Material ist jedoch ein polysulfoniertes Polystyrol, das in Form der freien Säure oder in Form eines Salzes, beispielsweise des Natriumsalzes, verwendet werden kann. Mit anderen Worten, ein bevorzugter Ionenaustauscher ist Polystyrolsulfonsäure oder ein Alkalimetallsalz der Polystyrolsulfonsäure. Die Wirksamkeit des Ionenaustauschers bei der Behandlung des Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren wirdThe ion exchanger can be one of the many commercially available products. However, a preferred material is a polysulfonated one Polystyrene, which is used in the form of the free acid or in the form of a salt, for example the sodium salt can be. In other words, a preferred ion exchanger is polystyrene sulfonic acid or an alkali metal salt Polystyrene sulfonic acid. The effectiveness of the ion exchanger in the treatment of the urea-formaldehyde prepolymer

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durch eine Vorkonditionierung des Ionenaustauschers mit Wasser vor der Einmischung in das Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer wesentlich erhöht. Diese Vorkonditionierung wird am besten in der Weise ausgeführt, daß man gleiche Mengen Ionenaustauschharz und Wasser etwa 1 Woche stehenläßt, doch versteht es sich, daß auch andere Mengen Wasser und kürzere Zeiten wirksam sind.by preconditioning the ion exchanger with water significantly increased prior to mixing in the urea-formaldehyde prepolymer. This preconditioning is best done in carried out in such a way that equal amounts of ion exchange resin and water are left to stand for about 1 week, but it goes without saying that that other amounts of water and shorter times are also effective.

Eine andere ausgezeichnete Form einer Einschlußmasse besteht aus dem erwähnten Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren, das eine kleine Menge eines Chelatbildners enthält. Im allgemeinen kann jeder Chelatbildner verwendet werden, der mit dem Material verträglich ist. Bevorzugte Chelatbildner, die besonders beim Einschluß polyvalenter Ionen wirksam sind, sind Äthylendinitril-tetraessigsäure, Nitriltriessigsäure, Dodecylamindimethylenphosphonsäure und deren chemische Analoge.Another excellent form of inclusion mass consists of the aforementioned urea-formaldehyde prepolymer, the one Contains a small amount of a chelating agent. In general, any chelating agent that can be used with the material is compatible. Preferred chelating agents which are particularly effective in the inclusion of polyvalent ions are ethylenedinitrile tetraacetic acid, Nitrile triacetic acid, dodecylamine dimethylene phosphonic acid and their chemical analogues.

Zur Ausführung des Einschlußverfahrens werden die oben beschriebenen Einschlußmittel in den weiter unten angegebenen Mengen und Bereichen einfach dem radioaktiven Abfall zugesetzt, wobei die Gesamtmenge des Wassers in den angegebenen Bereichen gehalten wird, unabhängig davon, ob das Wasser allein aus dem Einschlußmittel oder aus dem Einschlußmittel und dem radioaktiven Abfall stammt. Nach dem Mischen wird ein saurer Härter zugesetzt, der den pH-Wert so weit erniedrigt, daß das Gemisch zu einer festen Harzmasse aushärtet.To carry out the containment process, those described above are used Containment agents simply added to the radioactive waste in the amounts and ranges specified below, the total amount of water being kept in the specified ranges, regardless of whether the water comes from the Containment agent or from the containment agent and radioactive waste. After mixing it becomes an acidic hardener added, which lowers the pH so much that the mixture hardens to a solid resin mass.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Verfestigung von radioaktivem Abfall zu einem festen Körper besteht im allgemeinen aus folgenden Schritten in der angegebenen Reihenfolge: Zuerst wird eine Einschlußmasse gemäß der Erfindung hergestellt, die in der Hauptsache aus einer wäßrigen flüssigen Phase des Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren besteht; dieseThe method according to the invention for solidification of radioactive Waste to a solid generally consists of the following steps in the order given: First, an inclusion mass according to the invention is prepared, which mainly consists of an aqueous liquid Phase consists of urea-formaldehyde prepolymer; these

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Einschlußmasse wird mit radioaktivem Abfall vermischt und dann zur Aushärtung des Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren mit einem sauren Härter versetzt, der ein ausgehärtetes Polymer zu bilden vermag, das den Hauptteil des radioaktiven Abfalls in einer Form einschließt, die gegen die Auslaugung durch Wasser beständig ist. Verfahrenstechnisch wird der Härter mit dem Gemisch verrührt, so daß eine gleichmäßige Härtung und eine im wesentlichen gleichmäßige Dispersion des radioaktiven Abfalls in der Polymermasse eintritt.Inclusion compound is mixed with radioactive waste and then with a to cure the urea-formaldehyde prepolymer added acidic hardener, which is able to form a cured polymer, which the main part of the radioactive waste in a form resistant to water leaching. Technically, the hardener is with the Mixture stirred, so that a uniform hardening and an essentially uniform dispersion of the radioactive waste occurs in the polymer mass.

Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharze sind seit Jahren von zahlreichen Bezugsquellen im Handel erhältlich. Diese Kunstharze werden durch Umsetzung von Harnstoff und Formaldehyd in Mol-Verhältnissen zwischen etwa 1:1 und 1:4, in der Regel zwischen 1:1,5 und 1:2,5, hergestellt und bilden Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymere, Mit anderen Worten, fester Harnstoff und eine wäßrige Lösung von Formaldehyd werden miteinander zur Reaktion gebracht und ergeben einen Kunstharzsirup, der zu einem Duroplast aushärtbar ist. Diese Kunstharze sind in Sirupform und manchmal auch in zerstäubungsgetrockneter Form erhältlich, die zur Bildung einer Dispersion mit dem gewünschten Feststoffgehalt wieder in Wasser dispergiert werden kann.Urea-formaldehyde synthetic resins have been commercially available from numerous sources for years. These synthetic resins are made by reacting urea and formaldehyde in molar ratios between about 1: 1 and 1: 4, usually between 1: 1.5 and 1: 2.5, manufactured and formed urea-formaldehyde prepolymers, In other words, solid urea and an aqueous solution of formaldehyde react with each other brought and result in a synthetic resin syrup, which becomes a thermosetting plastic is curable. These resins are available in syrup form and sometimes also in spray-dried form, which can be redispersed in water to form a dispersion with the desired solids content.

Es wurde festgestellt, daß die besten Ergebnisse mit einem Formaldehyd-Harnstoff-Verhältnis am unteren Ende der handelsüblichen Skala erhalten werden, Mi-fr anderen Worten, das Mol-Verhältnis des Formaldehyds zum Harnstoff sollte zwischen etwa 1:1 und 2:1, vorzugsweise zwischen etwa 1,5 Mol Formaldehyd zu lf0 Mol Harnstoff, liegen. Außerdem sollte das hergestellte Vorpolymer zwischen etwa 35 und 60% r vorzugsweise 40%, Wasser enthalten. Im Endprodukt ist durch die beigemischten Zusatzstoffe und den radioaktiven Abfall mehr Wasser enthalten, so daß das Endverhältnis von Wasser und Kunstharz-Feststoffen inIt has been found that best results are obtained with a formaldehyde to urea ratio at the lower end of the commercial scale, Mi-in other words, the mole ratio of formaldehyde to urea should be between about 1: 1 and 2: 1, preferably between about 1.5 moles of formaldehyde to 1 f 0 mole of urea. In addition, the prepolymer is prepared from about 35 to 60% should contain r preferably 40%, water. The end product contains more water due to the added additives and radioactive waste, so that the final ratio of water and synthetic resin solids in

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der Enddispersion vorzugsweise etwa 2,5:1 bis etwa 5,1 Teilen Wasser je Gewichtsteil Kunstharz und vorzugsweise etwa 3 bis 5 Gewichtsteilen Wasser je Gewichtsteil Kunstharz-Feststoff beträgt.the final dispersion preferably about 2.5: 1 to about 5.1 parts of water per part by weight of synthetic resin and preferably about 3 to 5 parts by weight of water per part by weight of synthetic resin solid.

Wie bekannt, kann das Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer bei Umgebungstemperatur durch einen sauren Katalysator zu einem Duroplast ausgehärtet werden. Im allgemeinen kann jede Säure verwendet werden, die in Wasser eine Dissoziationskonstante zwischen etwa 10 und 10 hat. Die benötigte Menge des Katalysators hängt von der Stärke der Säure und von der Natur der auszuhärtenden Masse ab. Beispielsweise neigen Stoffe, wie Borsäure, dazu, die Polymerisation zu hemmen; in diesem Falle ist daher eine größere Menge Katalysator erforderlich, um die gleiche Aushärtezeit zu erreichen. In der Regel kann jede Säure, die in der Dispersion einen pH-Wert von etwa 5 oder niedriger erzeugt, verwendet werden. Es können sowohl anorganische Säuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, oder saure Salze, wie Bisulfate, als auch organische Säuren, wie starke Carbonsäuren oder verschieden substituierte Carbonsäuren, wie Chloressigsäure, als vernetzende Katalysatoren verwendet werden. Am besten sind Salpetersäure und Phosphorsäure, da diese Säuren anscheinend ein dichter gepacktes Einschlußharz bilden, das gegen Auslaugen erheblich beständiger als das mit anderen Säuren erhaltene Harz ist.As is known, the urea-formaldehyde prepolymer can contribute Ambient temperature can be cured by an acid catalyst to a thermoset. In general, any acid can which has a dissociation constant between about 10 and 10 in water. The amount of catalyst required depends on the strength of the acid and the nature of the mass to be hardened. For example, fabrics tend to like Boric acid, to inhibit polymerization; in this case, therefore, a larger amount of catalyst is required to the to achieve the same curing time. In general, any acid present in the dispersion can have a pH of about 5 or lower generated, can be used. Both inorganic acids, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, Nitric acid, or acidic salts such as bisulfates, as well as organic ones Acids, such as strong carboxylic acids or variously substituted carboxylic acids, such as chloroacetic acid, as crosslinking ones Catalysts are used. Nitric acid and phosphoric acid are best, as these acids appear to be a dense one form packed inclusion resin which is considerably more resistant to leaching than the resin obtained with other acids.

Der relative Anteil des verwendeten Katalysators hängt von der gewünschten Vernetzungsgeschwindigkeit ab. Für eine Gelierung bei Raumtemperatur innerhalb eines Zeitraums von 5 Minuten nach Zusatz des Katalysators ist der Zusatz von 2 VoI,-% (bezogen auf das vereinigte Volumen des Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren und des radioaktiven Abfalls) einer 4,2-n wäßrigen Lösung eines Mineralsäurekatalysators am besten. Es könnenThe relative proportion of the catalyst used depends on the desired rate of crosslinking. For a gelation At room temperature within a period of 5 minutes after the addition of the catalyst, the addition of 2% by volume is (based on the combined volume of the urea-formaldehyde prepolymer and radioactive waste) a 4.2N aqueous solution of a mineral acid catalyst is best. It can

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auch entsprechend größere Mengen eines verdünnteren Säurekatalysators verwendet werden; beispielsweise 4 Vol.-% einer 2,1-n Säurelösung. Die Verwendung derart verdünnter Lösungen kann vorteilhaft sein, wenn Korrosionsprobleme oder Schwierigkeiten bei der Handhabung der Säure bestehen. Zu beachten ist, daß die vorstehend angegebenen Vorzugsmengen für den Säurekatalysator für die Einschließung eines neutralen radioaktiven Abfalls gelten. Alkalische Abfälle erfordern entsprechend größere Mengen Vernetzungskatalysator, während man bei sauren Abfällen mit entsprechend geringeren Mengen auskommen kann.also correspondingly larger amounts of a more dilute acid catalyst be used; for example 4% by volume of a 2.1N acid solution. The use of such dilute solutions can be advantageous if there are corrosion problems or difficulties in handling the acid. To note is that the preferred amounts given above for the acid catalyst for the inclusion of a neutral radioactive Waste apply. Alkaline wastes require correspondingly larger amounts of crosslinking catalyst while one in the case of acidic waste, correspondingly smaller quantities can be used.

Besonders gute Einschlußmassen erhält man durch Vereinigung des Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren mit einem Ionenaustauschharz . Dieses erhöht wesentlich die Fähigkeit der fertigen Polymermasse, strahlende kationische Elemente gegen den auslaugenden Angriff von Grundwasser festzuhalten. Im allgemeinen ist jedes der vielen im Handel erhältlichen kationischen Austauschharze wirksam, doch eignet sich am besten ein polysulfoniertes Polystyrol, das in Form der freien Säure oder als Salz dieser Säure vorliegen kann. Ein Ionenaustauschharz, das bei dem Verfahren gemäß der Erfindung besonders vorteilhaft ist, hat also die Formel RSO3M, worin R ein Kunststoff, wie sulfoniertes Polystyrol, und M Wasserstoff oder ein Alkalimetall ist.Particularly good inclusion masses are obtained by combining the urea-formaldehyde prepolymer with an ion exchange resin. This significantly increases the ability of the finished polymer mass to retain radiating cationic elements against the leaching attack of groundwater. In general, any of the many commercially available cationic exchange resins will be effective, but a polysulfonated polystyrene, which may be in the free acid form or as a salt of this acid, will work best. An ion exchange resin which is particularly advantageous in the process according to the invention has the formula RSO 3 M, where R is a plastic such as sulfonated polystyrene and M is hydrogen or an alkali metal.

Ionenaustauschharze können entweder als Feststoffe oder als Flüssigkeiten eingemischt werden. Bei Feststoffen hängt die Wirksamkeit des Zusatzes nicht wesentlich von der Teilchengröße ab, mindestens nicht im Korngrößenbereich zwischen 0,8 und 0,074 mm (ASTM-Maschenweite 20 bis 200). Wohl aber hängt die Wirksamkeit des Ionenaustauschharzes von der vorhandenen Menge ab. Bei Konzentrationen von 1,0 Gew,-%, bezogenIon exchange resins can be mixed in as either solids or liquids. In the case of solids, it depends Effectiveness of the additive does not depend significantly on the particle size, at least not in the grain size range between 0.8 and 0.074 mm (ASTM mesh size 20 to 200). However, the effectiveness of the ion exchange resin depends on the existing one Amount from. At concentrations of 1.0% by weight, based on

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auf das Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer, tritt eine wesentliche Verstärkung der Zurückhaltung von Caesium-137 und Natrium-22 ein. Bei noch höheren Konzentrationen bis einschließlich 65 Gew.-% wird eine entsprechend größere Verstärkung beobachtet. Ein günstiger Konzentrationsbereich liegt zwischen etwa 2 bis 8 Gew.-%.On the urea-formaldehyde prepolymer, an essential occurs Reinforcement of the retention of Cesium-137 and Sodium-22. At even higher concentrations up to and including 65% by weight a correspondingly greater gain is observed. A favorable concentration range lies between about 2 to 8 weight percent.

Eine weitere Verbesserung bei der Verwendung eines Ionenaustauschharzes besteht darin, das Ionenaustauschharz vor dem Einmischen in das Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer mit Wasser vorzukonditxonieren. Das Vorkonditionieren des Ionenaustauschharzes wird am besten durch Mischen des Harzes mit einer gleichen Menge Wasser und Stehenlassen des Gemisches während etwa einer Woche ausgeführt. Danach wird der Ionenaustauscher noch feucht mit dem Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren vermischt. Obgleich die angegebene Konzentration und Zeitspanne zum Vorkonditionieren als optimal angesehen wird, werden ebenfalls bessere Ergebnisse erhalten, wenn der Kationenaustauscher mit etwa 0,1 bis 10,1 Gewichtsteilen Wasser vorkonditioniert und das Gemisch mehr als 12 Stunden stehengelassen wird.Another improvement in the use of an ion exchange resin is to mix the ion exchange resin into the urea-formaldehyde prepolymer with water preconditioning. Preconditioning the ion exchange resin is best done by mixing the resin with a the same amount of water and let the mixture stand for about a week. Then the ion exchanger still wet mixed with the urea-formaldehyde prepolymer. Although the stated concentration and time span for preconditioning is considered optimal, better results are also obtained when the cation exchanger preconditioned with about 0.1 to 10.1 parts by weight of water and the mixture is left to stand for more than 12 hours.

Durch Mischen des Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren mit einem Ionenaustauschharz wird also eine verbesserte Einschlußmasse erhalten, und besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das Ionenaustauschharz zuvor mit Wasser konditioniert wird.Thus, mixing the urea-formaldehyde prepolymer with an ion exchange resin provides an improved inclusion mass obtained, and particularly good results are obtained when the ion exchange resin is conditioned beforehand with water.

Eine verbesserte Einschlußmasse wird auch durch Einmischen von Chelatbildnern in das Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer erhalten. Bevorzugte Chelatbildner, die besonders beim Einschließen polyvalenter Ionen wirksam sind, sind Äthylen-dinitril-tetraessigsäure, Nitriltriessigsäure, Dodecylamin-methylenphosphonsäure und deren chemische Analoge.An improved inclusion mass is also obtained by blending chelating agents into the urea-formaldehyde prepolymer. Preferred chelating agents that are particularly effective in trapping polyvalent ions are ethylene dinitrile tetraacetic acid, Nitrile triacetic acid, dodecylamine methylenephosphonic acid and their chemical analogues.

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Die Mindestkonzentration dieser Chelatbildner hängt von der Konzentration der in dem radioaktiven Abfall vorkommenden strahlenden Kationen ab. Bei Lösungen radioaktiver Abfälle mit einem Kationen-Gehalt von 10 M beträgt die wirksame Chelatbildner-Konzentration 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Harnstoff -Formaldehyd- Vorpolymer, doch können, falls gewünscht, auch größere Mengen verwendet werden.The minimum concentration of these chelating agents depends on the concentration of those present in the radioactive waste emitting cations. For solutions of radioactive waste with a cation content of 10 M, the effective is Chelating agent concentration 0.01% by weight, based on the urea -Formaldehyde prepolymer, but larger amounts can be used if desired.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Behandlung von Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren mit Chelatbildnern verbesserte Einschlußmassen erhalten werden. Ferner wurde dargelegt, daß man auch durch den Zusatz von Ionenaustauschharzen die Eigenschaften der Einschlußmassen verbessern kann, und es versteht sich, daß man, falls gewünscht, Chelatbildner und Ionenaustauschharze zusammen verwenden kann.From the above description it can be seen that by treating urea-formaldehyde prepolymers with Chelating agents improved inclusion masses can be obtained. It was also shown that the addition of Ion exchange resins can improve the properties of the inclusion masses, and it will be understood that, if desired, Can use chelating agents and ion exchange resins together.

Die bevorzugte Methode zur Anwendung der Einschlußmasse hängt von der physikalischen und chemischen Natur des. radioaktiven Abfalls ab. Bei Abfällen, die hauptsächlich aus wäßrigen Lösungen bestehen, wird das mit einem Zusatz behandelte Harnstoff -Formaldehyd*- Vorpolymer (1 Volumenteil) mit radioaktivem Abfall (1-3 Volumenteile) zu einem gut homogenisierten Gemisch verrührt. Unter weiterem Rühren wird die Vernetzungssäure (4,2-nj 2 VoI,-%, bezogen auf die Gesamtmischung) als wäßrige Lösung zugesetzt und das Rühren fortgesetzt, bis die Gelierung eintritt, was bei Raumtemperatur nach etwa 2 bis 4 Minuten der Fall ist.The preferred method of applying the containment mass depends on the physical and chemical nature of the radioactive Waste off. In the case of wastes that mainly consist of aqueous solutions, the urea treated with an additive -Formaldehyde * - prepolymer (1 part by volume) with radioactive waste (1-3 parts by volume) to a well homogenized mixture stirred. With further stirring, the crosslinking acid (4.2 nj 2 vol%, based on the total mixture) becomes aqueous Solution added and stirring continued until gelation occurs, which occurs at room temperature after about 2 to 4 minutes the case is.

Gemischte radioaktive Abfälle, die teils aus festen Stoffen, teils aus wäßrigen Lösungen bestehen, können in ähnlicher Weise verarbeitet werden. Auch Feststoffe können in ähnlicher Weise behandelt oder vor dem Einschluß mit Wasser gemischt werden. Stark saure radioaktive Abfälle können weniger oderMixed radioactive waste, which consists partly of solid materials and partly of aqueous solutions, can be similar Way to be processed. Solids can also be treated in a similar manner or mixed with water prior to inclusion will. Strongly acidic radioactive waste can be less or less

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gar keinen zusätzlichen Vernetzungskatalysator benötigen. Alkalische Abfälle müssen vor dem Zusatz einer ausreichenden Menge Vernetzungskatalysator mit Mineralsäure auf einen pH-Wert von 7 eingestellt werden.do not need any additional crosslinking catalyst. Alkaline waste must be sufficient before the addition Amount of crosslinking catalyst can be adjusted to a pH of 7 with mineral acid.

Anhand der folgenden Beispiele wird die Erfindung näher beschrieben. Bei den Beispielen wurde die Einschlußwirksamkeit durch Messung der Beständigkeit ausgewählter Radionuklide gegen Auslaugen durch Wasser bestimmt. Bei einem Schnelltest wird ein Prüfkörper in ein Wasserbad eingetaucht und von einem langsam fließenden Wasserstrom von Raumtemperatur umspült. Der Prüfkörper hat eine zylindrische Form von 22 mm Durchmesser und 50 mm Länge. Vor dem Eintauchen des Prüfkörpers in das Laugungsbad und danach in regelmäßigen Zeitabständen wird das Strahlungsemissionsspektrum des Prüfkörpers mit einem Schachdetektor und Mehrkanalanalysator bestimmt. Für jedes in der Polymermasse eingeschlossene Radionuklid wurde die prozentuale Zurückhaltung zur Zeit der Messung berechnet. Bei Radionukliden mit verhältnismäßig kurzer Halbwertszeit wurde der natürliche Zerfall durch eine Korrektur berücksichtigt.The invention is described in more detail with the aid of the following examples. In the examples, containment effectiveness was determined by measuring the persistence of selected radionuclides determined against leaching by water. In a quick test, a test specimen is immersed in a water bath and by a slowly flowing water flow around room temperature. The test specimen has a cylindrical shape with a diameter of 22 mm and a length of 50 mm. Before immersing the test body in the Leaching bath and then at regular intervals the radiation emission spectrum of the test body is determined with a chess detector and multi-channel analyzer. For everyone in the Polymer mass entrapped radionuclide, the percent reluctance at the time of measurement was calculated. With radionuclides with a relatively short half-life, the natural decay was taken into account by means of a correction.

Bei einem weniger aggressiven, im allgemeinen bevorzugten Laugungstest wird nur eine kreisförmige Grundfläche des zylindrischen Prüfkörpers der auslaugenden Wirkung eines langsam fließenden Wasserstroms von Raumtemperatur ausgesetzt. Dieser weniger aggressive Test ist günstiger, da er eine genauere Beurteilung der relativen Vorzüge von Grundmassen verschiedener Zusammensetzung ermöglicht.A less aggressive, generally preferred, leach test will only use a circular base of the cylindrical Test specimen exposed to the leaching effect of a slowly flowing stream of water at room temperature. This less aggressive test is more beneficial as it gives a more accurate assessment of the relative merits of different basic weights Composition allows.

Um den Einschluß von radioaktivem Abfall zu prüfen, wurden verschiedene Radionuklide verwendet, deren Art, chemische Form und anderen Daten in der folgenden Tabelle angegeben sind;To check the containment of radioactive waste different radionuclides are used, their type, chemical form and other data are given in the following table are;

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TabelleTabel

Nuklide Chemische FormNuclide chemical form

Na-22Na-22 OO
COCO
Co-57
Co-60
Co-57
Co-60
^,^, Sr-85Sr-85 er»he" Cd-109Cd-109 Cs-137Cs-137

Na+ in Q,01-m H3SO4 Na + in Q.01-m H 3 SO 4

++
Co in 0,01-m H0SO
++
Co in 0.01-m H 0 SO

Co (NHg) 5H9O inCo (NHg) 5H9O in

Kationen-
Molalität
Cationic
Molality
Ungef.
JiCx/ml
Approx.
JiCx / ml
Aktivität
1
s. ml
activity
1
s. ml
/ , ο χ. ι vj/, ο χ. ι vj 0,010.01 370370 -1 9
8,2 χ 10
-1 9
8.2 χ 10
0,0040.004 148148
8,8 χ 10 IU 8.8 10 IU 0,060.06 22202220 9,9 χ ΙΟ"12 9.9 χ ΙΟ " 12 0,020.02 740740 7,0 χ 107.0 χ 10 0,020.02 740740 3,4 χ 10"9 3.4 χ 10 " 9 0,040.04 14801480

Sr++ in 0,01-m H2SO4 Ä " '""1Z ■- -« -^- " Sr ++ in 0.01-m H 2 SO 4 Ä "'"" 1Z ■ - -« - ^ - "

Cd++ in 0,01-m H2SO4 Cs in 0,01-m H3SO4 Cd ++ in 0.01-m H 2 SO 4 Cs in 0.01-m H 3 SO 4

cn ro cocn ro co

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

Es wurde eine wäßrige Lösung eines Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren hergestellt, bei dem das Mol-Verhältnis des Harnstoffs zum Formaldehyd 1:1,5 betrug. Das Vorpolymer enthielt etwa 65% eines Gemischs aus Methylolharnstoff und Dimethylolharnstoff neben einer geringen Menge Kondensationsprodukte und 35% Wasser. 49 ml dieser Lösung wurden mit einer wäßrigen Lösung (144 ml) gemischt, die Na-22, Co-57 und Cs-137 der in der vorstehenden Tabelle angegebenen speziellen Konzentrationen und spezifischen Aktivitäten enthielt.It became an aqueous solution of a urea-formaldehyde prepolymer produced in which the molar ratio of urea to formaldehyde was 1: 1.5. The prepolymer contained about 65% of a mixture of methylolurea and dimethylolurea in addition to a small amount of condensation products and 35% water. 49 ml of this solution were with an aqueous Solution (144 ml) mixed with the Na-22, Co-57 and Cs-137 of the in the specific concentrations and specific activities given in the table above.

Dieser Mischung wurde unter kräftigem Rühren eine gesättigte wäßrige Lösung von Natriumhydrogensulfat (4,0 ml; 4,2-n) zugesetzt. Das viskose Gemisch wurde in ein Nalgen-Fläschchen gegossen und erstarrte nach 4 Minuten zu einem festen Gel. Nach dem Aushärtenlassen der Probe 48 Stunden in dem verschlossenen Fläschchen wurde der Verschluß entfernt und die Probe in dem Fläschchen mit Leitungswasser von Raumtemperatur ausgelaugt. Nach 300stündigem Laugen betrug der Gehalt an zurückgehaltenem Caesium-137 34,0%, an Natrium-22 28,0% und an Kobalt-57 56,0%.To this mixture was added a saturated aqueous solution of sodium hydrogen sulfate (4.0 ml; 4.2 N) with vigorous stirring. The viscous mixture was poured into a Nalgen vial and solidified into a solid gel after 4 minutes. To allowing the sample to cure for 48 hours in the sealed container The vial was unsealed and the sample in the vial leached with room temperature tap water. After leaching for 300 hours, the content of retained cesium-137 was 34.0%, of sodium-22 28.0% and of cobalt-57 56.0%.

BEISPIEL 2EXAMPLE 2

20 ml des in Beispiel 1 beschriebenen Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymeren, das aber 0,01 Gew.-% Dodecylamin-dimethylenphosphonsäure enthielt, wurde mit 60 ml einer wäßrigen Lösung gemischt, die Natrium-22, Kobalt-57 und Caesium-137 in den in der vorstehenden Tabelle angegebenen spezifischen Konzentrationen und Aktivitäten enthielt. Das Gemisch wurde mit gesättigter wäßriger Natriumhydrogensulfat-Lösung (1,6 ml; 4,2-n) vernetzt und wie in Beispiel 1 behandelt. Nach 300stündi-20 ml of the urea-formaldehyde prepolymer described in Example 1, but which contained 0.01 wt .-% dodecylamine-dimethylene phosphonic acid, was with 60 ml of an aqueous solution mixed the sodium-22, cobalt-57 and cesium-137 in the specific concentrations given in the table above and activities included. The mixture was washed with saturated aqueous sodium hydrogen sulfate solution (1.6 ml; 4,2-n) crosslinked and treated as in Example 1. After 300 hours

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gem Laugen betrug die Menge des zurückgehaltenen Caesium-137 40,0%, des Natriums-22 55,0% und des Kolbalts-57 72,0%. Aus vorstehendem Vergleich ist ersichtlich, daß die Zurückhaltung von eingeschlossenem radioaktivem Material durch den Chelatbildner bei dem Laugungstest erhöht wird.According to the alkaline solution, the amount of cesium-137 retained was 40.0%, Sodium-22 55.0% and Colbalt-57 72.0%. From the above comparison it can be seen that the retention of trapped radioactive material by the Chelating agent is increased in the leach test.

BEISPIEL 2AEXAMPLE 2A

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde mit Äthylen-dinitriltetraessigsäure als Chelatbildner wiederholt. Es wurden ähnlich gute Ergebnisse erhalten.The procedure of Example 2 was followed with ethylene dinitrile tetraacetic acid repeated as a chelating agent. Similar good results were obtained.

BEISPIEL 2BEXAMPLE 2B

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde mit Nitriltr!essigsäure als Chelatbildner wiederholt. Es wurde eine ähnliche Verbesserung des Einschlußvermögens beobachtet.The procedure of Example 2 was carried out with nitrile triacetic acid repeated as a chelating agent. A similar improvement in containment was observed.

BEISPIEL 3EXAMPLE 3

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei anstelle des Natriumhydrogensulfats wäßrige Salpetersäure (4,0 ml; 4,2-n) als Vernetzungskatalysator verwendet wurde. Nach 300stündigem Laugen betrug die Menge des zurückgehaltenen Caesiums-137 39,5%, des Natriums-22 52,0% und des Kobalts-57 45,2%. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Verwendung von Salpetersäure als Vernetzungskatalysator zu unerwartet besseren Ergebnissen als bei der Verwendung von Natriumhydrogensulfat führte.The procedure of Example 1 was repeated using aqueous nitric acid (4.0 ml; 4,2-n) was used as a crosslinking catalyst. After leaching for 300 hours, the amount was retained Cesium-137 39.5%, Sodium-22 52.0% and Cobalt-57 45.2%. From these results it can be seen that the use of nitric acid as a crosslinking catalyst is too unexpected gave better results than when using sodium hydrogen sulfate.

BEISPIEL 3A
Das Verfahren des Beispiels 3 wurde wiederholt, wobei anstelle
EXAMPLE 3A
The procedure of Example 3 was repeated using instead

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der Salpetersäure wäßrige Phosphorsäure (4r0 ml; 4,2-n) ver wendet wurde. Laugungstests ergaben, daß die Phosphorsäure ebenfalls die Zurückhaltung des radioaktiven Abfalls im Vergleich zum Natriumhydrogensulfat erhöhte.the nitric acid aqueous phosphoric acid (4 r 0 ml; 4,2-n) was used ver. Leach tests showed that phosphoric acid also increased radioactive waste retention compared to sodium hydrogen sulfate.

BEISPIEL 4EXAMPLE 4

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit den folgenden beiden Modifikationen wiederholt. Zunächst wurde Polystyro!polysulfonsäuren die eine Woche mit der gleichen Gewichtsmenge Wasser vorkonditioniert worden war, dem Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer vor dem Vermischen mit der wäßrigen Radionuklid-Lösung zugesetzt. Das Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer enthielt 2,8 Gew.-% dieses Zusatzstoffes. Sodann wurde das Polymersystem mit wäßriger Phosphorsäure (4,0 ml; 4,2-n) anstelle von Natriumhydrogensulfat vernetzt. Nach 300stündigem Laugen betrug der zurückgehaltene Anteil an Caesium-137 65,0%, an Natrium-22 53,2% und an Kobalt-57 45,2%. Aus diesem Beispiel ist ersichtlich,, daß die Zurückhaltung der radioaktiven Stoffe, insbesondere die Zurückhaltung von Caesium-137, durch die Verwendung des Ionenaustauschharzes erhöht wird.The procedure of Example 1 was repeated with the following two modifications. First was polystyrene! Polysulfonic acids which had been preconditioned for a week with the same amount of water by weight, the urea-formaldehyde prepolymer added before mixing with the aqueous radionuclide solution. The urea-formaldehyde prepolymer contained 2.8% by weight of this additive. Then the polymer system crosslinked with aqueous phosphoric acid (4.0 ml; 4.2-n) instead of sodium hydrogen sulfate. After leaching for 300 hours, the retained proportion of cesium-137 65.0%, of sodium-22 53.2% and cobalt-57 45.2%. From this example it can be seen, that the retention of radioactive substances, in particular the retention of cesium-137, through the use of the ion exchange resin is increased.

BEISPIEL 5EXAMPLE 5

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde mit folgenden Modifikationen wiederholt;The procedure described in Example 1 was repeated with the following modifications;

Die wäßrige Radionuklid-Lösung enthielt die Isotopen Kobalt-60, Strontium-85 und Cadmium-109 in den in der Tabelle angegebenen Konzentrationen und Aktivitäten.The aqueous radionuclide solution contained the isotopes cobalt-60, Strontium-85 and Cadmium-109 in the specified in the table Concentrations and Activities.

2. Dem Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer wurde vor dem Vermischen mit der Radionuklid-Lösung das Natriumsalz einer PoIy-2. The urea-formaldehyde prepolymer was mixed before mixing with the radionuclide solution, the sodium salt of a poly

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styrolpolysulfonsäure zugesetzt, das eine Woche mit der gleichen Gewichtsmenge Wasser vorkonditioniert wordejniwar. Da. Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer enthielt 3,4 GewV-% dieses Zusatzstoffes.styrene polysulphonic acid was added, which had been preconditioned for a week with the same amount of water by weight. There. Urea-formaldehyde prepolymer contained 3.4% by weight of this Additive.

3. Das Polymersystem wurde mit wäßriger Salpetersäure (4,0 ml; 4,2-n) vernetzt.3. The polymer system was washed with aqueous nitric acid (4.0 ml; 4,2-n) networked.

Nach 300stündigem Laugen betrug die Menge des zurückgehaltenen Kobalts-60 96,0%, des Strontiums-85 100% und des Cadmiums-109 96,0%. Beispiel 5 veranschaulicht die ausgezeichneten Ergebnisse, die in bezug auf die Zurückhaltung von Ionen beim Auslaugen durch die Verwendung von vorbehandelten Ionenaustauschharzen :nd des bevorzugten Vernetzungskatalysator (Salpetersäure) erhalten wurden.After leaching for 300 hours, the amount of retained cobalt-60 was 96.0%, that of strontium-85 was 100% and that of cadmium-109 96.0%. Example 5 illustrates the excellent results obtained on ion retention on leaching through the use of pretreated ion exchange resins: nd the preferred crosslinking catalyst (nitric acid) were obtained.

709827/0571 0R«^-NSPECTED 709827/0571 0R «^ - NSPECTED

Claims (13)

AnsprücheExpectations Verfahren zur Verfestigung von radioaktivem Abfall zu einem festen Körper, dadurch gekennzeichnet, daß man den radioaktiven Abfall mit einem wäßrigen Harnstoff^-Formaldehyd-Vorpolymer mischt, dem Gemisch einen Härter zusetzt, der das Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer
zu einem Polymer auszuhärten vermag, das den größten Teil des radioaktiven Abfalls derart einschließt, daß er durch Wasser nicht ausgelaugt werden kann, und das Gemisch bis zum Erstarren rührt.
Process for solidifying radioactive waste to form a solid body, characterized in that the radioactive waste is mixed with an aqueous urea ^ formaldehyde prepolymer, and a hardener is added to the mixture which contains the urea-formaldehyde prepolymer
capable of hardening to a polymer which encloses most of the radioactive waste in such a way that it cannot be leached by water, and the mixture is stirred until it solidifies.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Härter Salpetersäure oder Phosphorsäure verwendet wird,2. The method according to claim 1, characterized that nitric acid or phosphoric acid is used as hardener, 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer in flüssiger Phase verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that the urea-formaldehyde prepolymer is used in the liquid phase. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß dem Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer vor dem Vermischen mit dem radioaktiven Abfall ein Chelatbildner zugesetzt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the urea-formaldehyde prepolymer prior to mixing with the radioactive waste a chelating agent is added. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet f daß als Chelatbildner Dedecyclamin-dimethylenphosphonsäure r Äthylen^dinitril-tetraessigsäure,
Nitriltriessigsäure oder ein Ionenaustauschharz zugesetzt wird r
5. The method according to claim 4, characterized in that f that the chelating agent dedecyclamine-dimethylene phosphonic acid r ethylene ^ dinitrile-tetraacetic acid,
Nitrile triacetic acid or an ion exchange resin is added r
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn-6. The method according to claim 5, characterized 30 30930 309 U/Be - 2 -U / Be - 2 - 709827/0571709827/0571 zeichnet , daß als Ionenaustauschharz polysulfonisiertes Polystyrol verwendet wird.draws that polysulfonized polystyrene is used as the ion exchange resin. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Ionenaustauschharz Polystyrolsulfonsäure oder ein Alkalimetallsalz der Polystyrolsulfonsäure verwendet wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the ion exchange resin is polystyrene sulfonic acid or an alkali metal salt of polystyrene sulfonic acid is used. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ionenaustauschharz vor dem Zusatz zu dem Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer mit Wasser konditioniert wird.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the ion exchange resin prior to addition to the urea-formaldehyde prepolymer is conditioned with water. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ionenaustauschharz durch Mischen mit 0,1 bis 10,O Gewichtsteilen Wasser und mehr als 12stündiges Stehenlassen vorkonditioniert wird.9. The method according to claim 8, characterized in that that the ion exchange resin by mixing with 0.1 to 10.0 parts by weight of water and more is preconditioned as standing for 12 hours. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ionenaustauschharz durch Mischen mit etwa dem gleichen Gewichtsteil Wasser und etwa einwöchiges Stehenlassen vorkonditioniert wird.10. The method according to claim 8, characterized in that that the ion exchange resin by mixing with about an equal part by weight of water and Allowing to stand for about a week is preconditioned. 11, Einschlußmasse für schwach radioaktiven Abfall, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Harnstoff-Formaldehyd-Vorpolymer besteht,, das durch Umsetzung von Harnstoff und Formaldehyd in einem Mol-Verhältnis von etwa 1:1 bis 2:1 in Wasser hergestellt worden ist und 25-6Ο Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht des Vorpolymeren, sowie mindestens etwa 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Einschlußmasse, eines Chelatbildners enthält.11, containment compound for low-level radioactive waste, characterized in that it consists of a urea-formaldehyde prepolymer, which consists of Conversion of urea and formaldehyde in a molar ratio of about 1: 1 to 2: 1 in water has been and 25-6Ο wt .-% water, based on the total weight of the prepolymer, and at least about 0.01% by weight, based on the weight of the inclusion mass, of a chelating agent. 709827/0571709827/0571 12. Einschlußmasse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Chelatbildner Dedecylamindimethylenphosphonsaure, Äthylen-dinitril-tetraessigsäure, Nitriltr!essigsäure oder ein Ionenaustauschharz ist, wobei das Ionenaustauschharz in einer Menge von 2-8 Gew.-% des Gemisches zugegen ist.12. Inclusion compound according to claim 11, characterized that the chelating agent dedecylamine dimethylene phosphonic acid, Ethylene dinitrile tetraacetic acid, Nitrile tr! Acetic acid or an ion exchange resin, where the ion exchange resin is present in an amount of 2-8% by weight of the mixture. 13. Einschlußmasse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Ionenaustauschharz Polystyrolsulfonsäure oder ein Alkalisalz der Polystyrolsulfonsäure ist.13. Inclusion compound according to claim 12, characterized that the ion exchange resin is polystyrene sulfonic acid or an alkali salt of polystyrene sulfonic acid is. 709827/057 1709827/057 1
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