DE2948515C2 - Verfahren zur Fixierung von radioaktiven Edelgasen - Google Patents
Verfahren zur Fixierung von radioaktiven EdelgasenInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren und einer Einrichtung zum Messen der Dauer von Laserstrahlungsimpulsen im Pico- und Nanosekundenbereich durch Autokorrelation zweier in bezug aufeinander zeitlicher verschobener Versionen der Strahlungsimpulse wird der Strahlungsimpuls in einer Richtung verbreitert und in dieser Breitenrichtung mittels eines Beugungsgitters zunehmend zeitlich verzögert. Dieses verzögerte Strahlungsbündel wird dann in zwei Teilbündel aufgespalten, von denen das eine räumlich invertiert wird. Anschließend werden das invertierte Teilbündel und das nichtinvertierte Teilbündel in einem nichtlinearen optischen Medium unter Erzeugung der ersten Oberwelle zur Wechselwirkung gebracht. Die räumliche Verteilung der Strahlungsintensität in dem vom nichtlinearen Medium erzeugten Ausgangsstrahlungsbündel doppelter Frequenz stellt zumindest eine Hälfte der Autokorrelationsfunktion dar. Die zeitliche Auflösung ist besser als 0,5 Picosekunden. Da an das nichtlineare Medium keine hohen Anforderungen hinsichtlich der Phasenanpassung gestellt werden, läßt sich das Verfahren mit leicht verfügbaren Kristallen bei geeigneter Wahl des Kristallmaterials, der Gitterkonstante des Beugungsgitters und des optischen Nachweissystems im Wellenbereich vom Blau bis über 10 μm im Infrarot verwenden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung von radioaktiven Edelgasen in einer Matrix aus einem Zeolith
A. bei dem der Zeolith A bei erhöhter Temperatur bis unter 1 mbar evakuiert wird, bei dem das Edelgas bei
einer Temperatur im Bereich von 720 K bis 870 K und bei erhöhtem Druck in die Hohlräume der Matrix eingeschlossen
wird und bei dem die Matrix danach abgekühlt wird.
Ein solches Verfahren Ist aus dem »DOE-Report«
Nr. ENICO-iOll (September 1979) bekannt. Gemäß den
dort beschriebenen Verfahren wird für die Matrix im wesentlichen Sodalith verwendet. Es werden aber auch
Vergleichsversuche mit alkalisubstituierten Zeolithen A angegeben. An diesen Sorptionsmalerialien werden normalerweise
Moleküle mit einem größeren Durchmesser als die Kanäle oder die Poren des Materials von diesem
nicht sorbiert. Es wurde aber festgestellt, daß durch Erhöhung der Temperatur von Zimmertemperatur beispielsweise
auf 770 K die Poren gewisser Zeolithe, wie z. B. Zeolith 3A (Porenweite ca. 0,3 nm) oder Sodalith
(Porenweite ca. 0,23 nm), erweitert werden und Krypton-Atome mit einem Durchmesser von ca. 0,35 nm bei sehr
hohem Druck, z. B. 2000 bar. In diese Hohlräume des
Kristallgefüges eingepreßt werden können. Wird anschließend unter Beibehaltung des hohen Druckes
gekühlt, dann wird das Gas In die Hohlräume eingeschlossen.
Das eingeschlossene Gas befindet sich danach, im Gegensatz zur Adsorption, nicht mehr Im Gleichgewicht
mit der Gasphase.
Die Beladung des Matrix-Materials kann verbessert werden durch Aktivleren desselben. Die Aktivierung
erfolgt durch Evakuieren bei 670 K und einem Unterdruck von ca. 0,1 mbar. Das Einpressen des Kryptons
geschieht bei einer Temperatur von 670 K bis 850 K bei einem Druck zwischen 1200 und 2000 bar.
Da bei einer Verfestigung radioaktiver Edelgase in Zeolithen eine Desorption selbst bei Langzeitlagerung
weltestgehend vermieden werden muß, haben die Autoren des Reports ENICO-IOIl, R. W. Benedict et al,
Krypton-Leckage-Messungen aus beladenen Zeollth-Materlallen
bei verschiedenen Temperaturen untersucht. Dabei wurde gefunden, daß bei einer Lagerung von
einem Monat Dauer bei 423 K Sodalith-Materialicn mit
verhältnismäßig geringer Krypton-Beladung die niedrigsten Werte für dnc Leckage aufweisen. Demgegenüber
waren die Leckage-Werte von alkalisubstituierten Zeolithen A (in der Reihenfolge größer werdender Porenöffnungen
aufgeführt):
97% des ursprünglich sortierten Kryptons bei
Cs-ausgetauschtem Zeolith A
99% des ursprünglich sorbierten Kryptons bei
Rb-ausgetauschtem Zeolith A
und
99% des ursprünglich sorbierten Kryptons bei
Rb-ausgetauschtem Zeolith A
und
100% des ursprünglich sorbierten Kryptons bei
K-ausgetauschtem Zeolith A.
K-ausgetauschtem Zeolith A.
Aus diesen Werten ist deutlich erkennbar, daß die aikalisubstituierten Zeolithe A, obwohl sie zum Teil kleinere
Porengrößen aufweisen als der Atomdurchmesser des Kryptons ausmacht, als Fixierungsmaterial für
Krypton unbrauchbar sind (siehe ENICO-IOH, Seite 39,
Tabelle H-IH).
Versuche mit Sodalith-Proben, die mit .".rgon beladen
wurden (anstelle des Kryptons wurde das billigere Argon für die Versuche verwendet, da die kinetischen Alomdurchmesser
einander sehr ähnlich sind), haben gezeigt, daß bereits bei 473 K die thermische Stabilität der beladenen
Sodalith-Proben unzureichend war. Bei 30,5 Ncm'Ar/g (wobei, wie im Folgerden, Ncm1 das VoIumen
in cm' bei Normaldruck und -temperatur bedeutet) beladenes Sodalith wurden bei 473 K nach 1080 Stunden
bereits 52% des eingeschlossenen Gases freigesetzt. Diesem für eine Endlagerung unerwünschten Effekt kann
nur durch Einschränkung der Beladung bzw. Verwendung eines porenschließenden Harzos entgegengewirkt
werden. Eine geringe Beladung Ist aber mit einer Wirtschaftlichkeitseinbuße
und erhöhten Abfallvolumina verbunden. Die homogene Einbettung von hochaktiven,
heißen Preßlingen in einem Harz ist ein technisch schwieriges Unterfangen. Hinzu kommt, daß die als optimal
empfohlenen Beladungsbedingungen, beispielsweise bei einer Temperatur von 773 K und einem Druck von
1910 bar, bei der Arbeit mit hohen Inventaren radioaktiver Gase unerfreulich sind. Da der Einsatz mindestens
eines Kompressors erforderlich ist. ist der Aufwand zur Geringhaltung von betriebsbedingten Leckagen an den
Vorrichtungen erheblich. Eine sicherheitstechnisch komplizierte Hochdrucklage wird zur Voraussetzung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem zukünftig anfallende große Inventare radioaktiver Edelgase so verfestigt werden können, daß sie auch bei Temperaturen von 473 K und darüber aus der sie enthaltenden Endlager-Matrix nicht freigesetzt werden. Weiterhin Ist es Aufgabe der Erfindung, eine möglichst große Menge Edelgas pro Gewichtseinheit Endlager-Matrix zu fixleren. Gleichzeitig sollen Nachtelle der bisher bekannten Verfahren zur Verfestigung von Edelgasen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem zukünftig anfallende große Inventare radioaktiver Edelgase so verfestigt werden können, daß sie auch bei Temperaturen von 473 K und darüber aus der sie enthaltenden Endlager-Matrix nicht freigesetzt werden. Weiterhin Ist es Aufgabe der Erfindung, eine möglichst große Menge Edelgas pro Gewichtseinheit Endlager-Matrix zu fixleren. Gleichzeitig sollen Nachtelle der bisher bekannten Verfahren zur Verfestigung von Edelgasen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird In
überraschend einfacher Welse mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen
gelöst.
Erdalkallsubstltuierte Zeolithe A sind zwar allgemein als Sorbentien (siehe Römpp »Chemie-Llexlkon«,
7. Auflage (1977), Seite 3971) bekannt, werden jedoch Im genannten Report ENICO-1011 nicht angesprochen. Da,
wie bereits erwähnt, die alkalisubstituierten Zeolithe A unbrauchbare Rückhalteigenschaften für Krypton aufweisen
(siehe Report ENICO-1011, Seite 39, Tabelle II-III),
waren bei einem Einsatz von erdalkallsubstuierten Zeolithen A demgegenüber noch schlechtere Eigenschaften
(d. h. ebenfalls Unbrauchbarkeit) zu erwarten, z. B.
aufgrund ihrer größeren Porenweiten.
Es ist auch ein Verfahren zur Lagerung von Fluiden, beispielsweise Gasen, durch Einschluß bzw. Einkapselung
in eine Zeolith-Matrix, sowie zur Wiederfreisetzung der eingekapselten Gase bekanntgeworden (US-PS
33 16 691). Hierbei werden zur Einkapselung eines Gases die Zeolith-Kristalle durch Erhitzen in einem trockenen
Gasstrom auf eine Temperatur im Bereich von ca. 373 K bis 823 K bei Normaldruck oder erhöhtem Druck dehydratisiert
bzw. aktiviert, danach das einzuschließende Gas bei einer Temperatur im Bereich von 423 K bis
ca. 723 K bei einem Druck Ober 340 bar (meist über 1380 bar) in die Poren eingepreßt und schließlich die mit
dem Gas beladene Matrix unter Beibehaltung des Drukkes auf Raumtemperatur abkühlt. Die Wiederfreisetzung
der eingekapselten Gase wird entweder durch Erhitzen der Zeolithe über die Einkapselungstemperatur hinaus,
während der Druck unter dem Einkapselungsdruck gehalten wird, oder, wenn eine verhältnismäßig vollständige
Freisetzung des Gases gefordert wird, durch Erhitzen auf die Einkapseiangstemperatur unter Beibehaltung
eines Druckes wesentlich unterhalb des Einkapselungsdruckes, bevorzugt bei Atmosphärendruck oder darunter,
durchgeführt oder durch Einwirkung von Wasser auf die beladenen Zeolithe bei Raumtemperatur erreicht. Für die
Zwecke des Verfahrens nach der US-Patentschrift wird eine große Anzahl synthetischer und naiOrlicher Zeolithe
als brauchbar erachtet. Unter den synthetischen Zeolithen wird eine Reihe von zum Teil oder vollständig
Kation- ausgetauschten Formen erwähnt. Zum Nachweis der Wiederfreisetzung des eingekapselten Gases wurde in
Tabelle 1, Spalte 7, u. a. ein Ca-ausgetauschter Zeolith A, der mit COi bis 623 K und 2756 bar betten worden war,
verwendet. Bei einer Freisetzung=temperatur von 423 K und einem Druck von ungefähr Atn>osptr Andruck wurden
80,5% des eingeschlossenen CO2 wiedergewonnen.
Zwar wird in Tabelle 2, Spalte 9 (unter der Nummer 9), ebenfalls ein Ca-ausgetauschter Zeolith A zur Einkapselung
von Stickstoff bei 673 K und bei einem Druck zwischen 2000 und 2756 bar angegeben, doch wurde klar
zum Ausdruck gebracht, daß die Stabilität einer Einkapselung erhöht wird, wenn die Energiebarriere erhöht
wird, d. h. wenn z. B. Natrium gegen Kalium im Zeolithen ausgetauscht wird und hierdurch die effektive
Porengröße verringert wird (Spalte 8, Zeilen 33 bis 47). Bei dem Verfahren nach der US-PS 33 16 691 wird lediglich
darauf Wert gelegt, daß der beladene Zeolith bei Raumtemperatur und Normaldruck oder Unterdruck
eine ausreichende Stabilität aufweist (siehe Beispiel 2, Spalte 12, Zeilen 52 bis 59). Diese Aussagen ließen ebenfalls
erwarten, daß selbst wenn eine Einkapselung eines Edelgases, beispielsweise von Krypton, in einen Ca-substituierten
Zeolithen A möglich erscheint, ein solches Material als Endlager-Matrix für radioaktive Edelgase bei
Temperaturen von 473 K und darüber unbrauchbar Ist.
Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, daß eine sichere Fixierung von Edelgasen in erdalkalisubstituierten
Zeolithen A möglich ist durch Anwendung einer Temperaturbehandlung zwischen 720 K und 870 K bei
einem erhöhten Druck, zum Beispiel von 200 bar bis ca. 2000 bar, auf den mit dem Edelgas beladenen Zeolithen,
wobei Voraussetzung ist, daß die Evakuierung des Zeolithen unter 1 mbar bei einer Temperatur im Bereich
von 420 K bis 530 K vor der Beladung erfolgt (Im vorliegenden
Fall ergibt sich hieraus ein Restwassergehalt Im Zeolithen von 3 bis 4 Gew.-%).
Die fixierende Wirkung der erdalkalisubstituierten Zeolithe A für die Edelgase Argon und Krypton, wie sie
im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, war überraschend, weil diese Zeolithe ar-Hohlräume mit
Porenöffnungen um 0,5 nm aufweisen, die wesentlich weiter sind als die kinetischen Durchmesser der Edelgasatome.
Die Ursache für die fixierende Wirkung wird darin gesehen, daß die Verwendung eines erdalkalisubstituierten
Zeolithen A in Verbindung mit den für diesen erarbeiteten Verfahrensbedingungen für die gewünschte
Fixierung, im Gegensatz zu den Bedingungen zur Durchrührung der Verfahren nach dem Report ENICO-1011
bzw. nach der US-PS 33 16 691 eine Strukturänderung im beladenen Zeolithen erwirkt. Während bei den Verfahren
gemäß dem genannten Report und der US-Patentschrift die Hindung des Edelgases in einem Zeolithen nur auf
sorptionsähnlichen Vorgängen beruht, die Struktur des
Zeolithen wird sowohl bei der Einkapselung des Gases als auch bei der Wiederfreisetzung nicht verändert (siehe
US-PS, Spalte 13, Zeilen 6 bis 16), wird die Fixierungswirkung beim erfindungsgemäßen Verfahren durch die
röntgenographisch nachweisbare Strukturänderung im mit Edelgas beladenen erdatkaiisubstituienen Zeolithen
A erzielt.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich. Beispielsweise erfolgt die Überwindung
der Energiebarrieren bei der Einkapselung von Gasen in Zeolithen bei den Verfahren nach dem genannten
Report und nach der genannten US-Patentschrift durch aktivierte Diffusion des Gases von Hohlraum zu
Hohlraum, die durch die thermische Porenerweiterung bei hohem Druck erzwungen wird. Demgegenüber
geschieht das Eindiffundieren des Edelgases in den erdalkalisubstituierten
Zeolithen A im erfindungsgemäßen Verfahren in das gesamte Hohlraumsystem der Matrix,
ohne daß hierzu eine Überwindung einer Energiebarriere erforderlich wäre. Dadurch wird es möglich, hohe Beladungen
bei verhältnismäßig niederem Überdruck zu erreichen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann
eine Beladung eines erdalkalisubstituierten Zeolithen A mit Krypton von 25 Ncm'/g Zedith bti 300 bar und
793 K. durchgeführt werden. Eine entsprechende Beladung (nach dem in dem genannten Report ENICO-1011
beschriebenen Verfahren) von Sodalith von ebenfalls 25 NcmVg kann nur bei I9I0 bar bei 773 K erreicht werden
(ENICO-IOlI, Seite 28. Tabelle H-I).
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Voraussetzungen geschaffen für die Fixierung ohne
Kompressor evtl. unter Anwendung einer Kombination Kryo-/Hochdruckautokli>v und demzufolge Reduzierung
potentieller Leckagequellen und Verminderung des freien Inventars an radioaktivem Edelgas.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens lsi die Verminderung der Materialbeanspruchung,
die durch die Druckverminderung im erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber den Verfahren zum Stand der
Technik ermöglicht wird.
Die Im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren erdalkalisubstituierten Zeolithe A sind gegenüber ;■-Strahlung
beständig. Proben, die fixiertes Argon enthielten und einer y-Dosis von 10* J/kg ausgesetzt waren,
zeigten keine nennenswerten Veränderungen, Ebenso erwiesen sich beladene Proben, die mehrere Tage in
Wasser gelagert wurden, hinsichtlich der Gasfixierung als stabil.
Mit den bisher durchgeführten Beladungsversuchen (bis 2000 bar) konnten Argon-Beladungen bis zu 57
NcmVg Zeolith (bezogen auf die beladene Zeolithmasse) erreicht werden. Die Untersuchung der thermischen
Beständigkeit von erdalkalisubstituierten Zeolithen A,
die mit Krypton beladen waren, ergaben, daß innerhalb der experimentellen Genauigkeit nach 2520 Stunden bei
473 K bzw. nach 3500 Stunden bei 673 K. kein Gas freigesetzt wurde. Hierbei wurde die Beladung der Zeolithe vor
und nach der Wärmebehandlung bestimmt. Die Genauigkeit dieser Bestimmungen betrug ± 5v Zusätzliche
Versuche mit einer verhältnismäßig hohen Aufheizrate (zu Beginn etwa 50 K/min, ab 870 K absinkend bis auf
etwa 20 K/min.) zeigten, daß das Herausdiffundieren des Kryptons aus dem Zeolithen erst bei ca. 1080 K begann.
Zwischen 1080 K und 1180K wurden jedoch nur etwa 1 b-is 3% der Gesamtbeladung freigesetzt (nach ca. 16 bis 20
Minuten). Der Hauptanteil des eingeschlossenen Gases entwich aus dem Kristallgefüge erst im Temperaturbereich
zwischen 1180 K und 1380 K (nach 20 bis 29 Minuten). Eine Vergleichsprobe aus mit Krypton beladenem
ausgelaugtem Sodalith wurde dergleichen Temperaturbehandlung
unterzogen. Bereits nach 7 Minuten, d. h. bei einer Temperatur von 675 K begann die Entgasung. Der
unter diesen Bedingungen entweichende Hauptanteil des Edelgases vurde zwischen 775 K und 118(1 K freigesetzt.
Nachstehend werden Ausführungsbe-spiele für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert:
Argonverlust betrug 88t. Ein ähnliches Verhalten zeigten Sodalith-Proben mit einer Beladung von 30,5 NcmVg
beladener Zeolith: Nach 1080 Stunder, bei einer Lagertemperatur
von 473 K waren 52% des Argon entwichen und nach 15 Stunden bei einer Lagertemperatur von
673 K sogar 96% der ursprünglichen Beladung.
Erdalkalisubstituierte Zeolithe A verschiedener Herkunft wurden unter gleichen Bedingungen untersucht
und ihre Beladungswerte gemessen. Nach einer Vorbehandlung bei 425 K bis 475 K im Vakuum wurde in die
Zeolith-Proben Krypton unter einem Druck von 1000 bar bei einer Beladungstemperatur von 770 bis 795 K eingepreßt.
Es ergaben sich folgende Beladungswerte:
1) 49,0 NcmVg beiadener Zeolith
2) 44,3 NcmVg beladener Zeolith
3) 38,4 Ncm'/g beladener Zeolith
4) 37,4 NcmVg beladener Zeolith
5) 36,0 Ncm'/g beladener Zeolith
6) 29,0 Ncm'/g beladener ..c-olith
Ein erdalkalisubstituierter Zeolith A wurde bei einer Temperatur von 823 K und einem Druck von 210 bar mit
Krypton beladen. Die bei diesen Bedingungen erreichte Beladung betrug 17,2 Ncm'/g beladener Zeolith. Zur
Ermittlung der thermischen Stabilität wurde der beladene Zeolith 3500 Stunden lang bei einer Temperatur von
673 K gelagert. Die anschließend Wiederholle Bestimmung der Kryptonbeladung zeigte, daß unter diesen
Bedingungen kein Gas entwichen war.
Mehrere Proben aus erdalkalisubstituierten Zeolithen A wurden nach einer Vorbehandlung bei 420 K bis 470 K
im Vakuum mit Argon bei ca. 620 bar und 823 K beladen. Die !hermische Stabilität der beladener) Zeolith-Proben
wurde nach verschiedenen Standzeiten bei zwei verschiedenen Lagertemperaturen durch nochmalige
Bestimmung der Beladung untersucht. Die Proben, die einer Lagertemperatur von 473 K ausgesetzt waren, zeigten
sowohl nach einer Standzeit von 1080 Stunden als auch ftach einei Standzeit von 2520 Stunden eine praktisch
unveränderte Argonbeladung. Die erhaltenen Differenzen der Ergebniswerte lagen innerhalb der experimentellen
Genauigkeit. Auch dte Proben, die eine Lagertemperatur
von 673 K aushalten hatten, wiesen nach einer Standzeit von 160 bzw. 763 Stunden keine Argonverluste
auf.
Beispiel 3 5J
Proben aus erdalkalisubsiituleriem Zeolith A, die bei
bar und 773 K mit Argon beladen wurden, zeigten weder nach 1080 Stunden bei 473 K noch nach 160 Stunden
bei 683 K eine Verringerung der Edelgasbeladung an.
Demgegenüber wies ein im erfindungsgemäßen Verfahren
nicht verwendbarer Zeolith der Bezeichnung 3 A mit einer Beladung von 42,6 NcmVg Zeolilh nach einer
Lagerzcli von 1080 Stunden unti einer Lagerlemperalur
von 473 K einen Argonverlust von 57% der ursprüngll-Die Beladungswerte werden mit zunehmender Beladung
höher, wenn sie auf den unbeladenen Zeolithen bezogen werden. Während der Wert 20 NcmVg, bezogen
auf den beladenen Zeolith, den Wert 21,6 Ncm'/g, bezogen auf den unbeladenen Zeolith, ergibt, erhöht sich der
Beladungswert von 60 NcmVg beladener Zeolith auf 77,4 Ncm'/g unbeladener Zeolith. Der zuletzt angege-
■50 bene Wert wurde bei einem Druck von 2500 bar erhalten.
Vergleicht man die von Benedict et al (Report ENlCO-
1011) für die Anwendung ihres Verfahrens empfohlenen
Arbeitsbedingungen, nämlich bei Temperaturen von 850 K oder darüber und bei Drücken von 1660 bar oder
darüber eine Beladung von 20 cm' Krypton pro Gramm Zeolith zu erreichen, mit den Betriebsbedingungen des
erfindungsgemäßen Verfahrens, die erforderlich sind, um eine Beladung von 20 Ncm' Krypton pro Gramm unbeladener
Zeolith zu erhalten, so werden die gravierenden Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich:
Man benötigt lediglich einen Beladungsdruck von ca. 300 bar bei einer Temperatur von 793 K.
Versuch I
Mit 37,2 Ncm' Krypton pro Gramm beiadenem erdalkalisubstituierten
Zeolith A wurde einer '/-Bestrahlungsdosis von 1,75 mal 10* rad ausgesetzt. Der beladene
Zeolith wurde in Neon bestrahlt, die Bestrahlungsdauer betrug ca. 2 Monate. Die Analyse der Gasphase nach der
Bestrahlung ergab, daß nur eine sehr geringe Menge Krypton (0,009%) aus der Zeollth-Matrlx entwichen war,
die vermutlich auf nicht optimale Beladungsbedingungen (unvollständige Phasenumwandlung) zurückzuführen ist.
Die Bestimmung der Kryptonbehandlung des Zeolithen 5j nach der Bestrahlung zeigte keinen erkennbaren
Kryptonverlust, der Wert lag Innerhalb der experimentellen Genauigkeit.
Versuch 2
Untersuchung des Einflusses einer Wasserlagerung auf
die Gasdiffusion aus dem beladenen Zeolithen: Ein mit
37,4 Ncm' Krypton pro Gramm beladener erdalkallsubstlluierter
Zeolith A wurde bei Raumtemperatur ungefähr 750 Stunden In Wasser gelagert. Nach einer 12 Stunden
chen Beladung auf. Eine Probe des Zeolithen 3 A mit der 65 dauernden Trocknung In einem Ofen bei 423 K ergab die
gleichen Beladung (42,6 NcmVg) wurde 17.5 Stunden erneute Bestimmung der Beladung 36,9 Ncm'Kr/g, d. h.
einer Lagerlemperatur von 673 K ausgesetzt. Der danach durch erneute Bestlumung der Beladung festgestellte
der Beladungswert blieb Innerhalb der experimentellen Genauigkeit, ein Kryptonverlust konnte nicht nachge-
wiesen werden.
Vergleich zwischen der Lagerung von Krypton in
Druckgasflaschen und der liinbelUing von Krypton in
erdalkalisubstltulcrten Zeolithen A:
Wird in eine 50 I-Druckgasflasche 1 Normalkublkmeler
Krypton gefüllt, so errechnet sich der Druck auf die Ilaschenwand zu 22,6 bar. Bettel man die gleiche
Kryptonmenge In einen crdalkalisubsiituierlen Zeolithen
A ein, so erhält man für das Volumen des bcladcncn
über dem Volumen der Druckga.sflaschc nur gering erhöhtes Volumen von 66,1 I, bei einer Beladung von
47,1 Ncm'/g ein Volumen von nur etwas mehr als die Hallte des Uruckgasllaschenvolumens, nämlich 30,4 1
und bei einer Beladung von 77,4 Ncm'/g etwa 1/3 des DruckgasHaschcnvolumens. nämlich nur 18,5 I. Bei der
Aufnahme von 3 Normalkubikmeter Krypton ist also das Volumen des beladenen Zeolithen etwa gleich dem Volumen
einer Druckgasflasche, die aber in diesem Falle
Zeolithen bei einer Beladung von 21.6 Ncm'/g ein gegen- i<
> unter einem Druck von 71,4 bar steht.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Fixierung von radioaktiven Edelgasen in einer Matrix aus einem Zeolith A, bei dem der Zeolith A bei erhöhter Temperatur bis unter 1 mbar evakuiert wird, bei dem das Edelgas bei einer Temperatur im Bereich von 720 K bis 870 K und bei erhöhtem Druck in die Hohlräume der Matrix eingeschlossen wird und bei dem die Matrix danach abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die Matrix ein erdalkalisubstituierter Zeolith A der allgemeinen ZusammensetzungM.[(AlO2),.(SiO2),2] - H,0wobei M = Mg, Ca, Ba oder Sr, verwendet wird und daß bei einer Temperatur im Bereich von 420 K bis 530 K evakuiert wird.
Priority Applications (5)
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ID=6087429
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