DE3007716A1

DE3007716A1 - Verfahren zum aufbereiten von radionuklide enthaltenden abfallfluessigkeiten aus kernkraftwerken o.dgl.

Info

Publication number: DE3007716A1
Application number: DE19803007716
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. 6843 Biblis Ambros; Gottfried Dr. 6521 Hohen Sülzen Paffrath; Heinrich J. Dr. Schroeder
Original assignee: Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: RWE AG
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1981-09-10
Also published as: SE8100553L; BE887710A; CA1154885A; FI810445L; BR8101179A; FR2478364A1; NL8100649A; JPS56137200A

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Radionuklide enthaltenden Abfallflüssigkeiten aus Kernkraftwerken o. dgl., wobei die Äbfallflüssigkeiten mit nicht-radioaktiven anorganischen Feststoffen in Berührung gebracht werden und dabei oder danach in eine dekontaminierte Flüssigfraktion sowie in eine zu entsorgende, mit den Radionukliden angereicherte Festfraktion oder Fest-Flüssigfraktion getrennt werden.

Bei aus der Praxis bekannten Verfahren der genannten Art, bei denen die Abfallflüssigkeiten eingedampft und/oder mit die Radionuklide fällenden Chemikalien versetzt und/oder filtriert werden, ist es verhältnismäßig schwierig, den zu entsorgenden, mit den Radionukliden angereicherten Festfraktionen bzw. Fest-Flüssigfraktionen die für eine wirtschaftlich optimale Entsorgung erforderlichen Eigenschaften zu verleihen, weil der jeweils erreichbare Dekontaminationsgrad starken Schwankungen unterliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bezüglich der Dekontaminationsverhältnisse leicht steuerbares Aufbereitungsverfahren anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß als nicht radioaktive anorganische Feststoffe Substanzen mit die gleiche Oxidationsstufe wie die Radionuklide aufweisenden, sich gegen die Radionuklide austauschenden Ionen eingesetzt werden.

Die Erfindung nutzt hierbei die Tatsache, daß eine Entfernung der Radionuklide aus den Abfallflüssigkeiten durch Ionenbzw. Isotopenaustausch vermittels der genannten Substanzen

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überraschenderweise bei allen in der Praxis vorkommenden Radionuklidarten und -konzentrationen über die eingesetzte Substanznienge in definiertem Umfang möglich ist. Folglich kann das erfindungsgemäße Verfahren stets allein oder in Kombination mit anderen Aufbereitungsmaßnahmen so eingesetzt werden, daß die mit den Radionukliden angereicherten, zu entsorgenden Fest-bzw. Festrlüssgfraktionen die für die Entsorgung optimalen Bedingungen aufweisen. Von Vorteil ist weiterhin, daß die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens anfallenden, zu entsorgenden Festbzw. Fest-Flüssgfraktionen volumenmäßig besonders klein sind, so daß auch eine wesentlich bessere Nutzung der in Kernkraftwerken regelmäßig nur in beschränktem Umfang zur Verfügung stehenden Zwischenlagerkapazitäten möglich ist.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. Als Substanzen mit die gleiche Oxidationsstufe wie die Radionuklide aufweisenden, sich gegen die Radionuklide austauschenden Ionen kommen hauptsächlich Al₃O-, Cr„O_, Fe₂O₃, MnO₂, Sb₃O₃, SiO₂, ZrO₂, Zr₃(PO₄J₄, Spinelle, Permutite und/oder Zeolithe in Frage. Von diesen Substanzen sind Cr»0., und/oder MnO„ aufgrund der besten Austauschkapazitäten besonders bevorzugt. Wie oben schon einmal angedeutet worden ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch in Integration mit bekannten Aufbereitungsmaßnahmen durchgeführt werden. So werden die Substanzen nach einer bevorzugten Ausfuhrungsform vorzugsweise einem Anschweitmfiltermaterial beigegeben, weil dann das erfindungsgemäße Verfahren gleichsam ohne ins Gewicht fallenden Mehraufwand durchgeführt werden kann. Im übrigen kann es je nach Zusammensetzung der aufzubereitenden Abfallflüssigkeiten empfehlenswert sein, letztere vor dem Kontaktieren mit den Substanzen zu filtrieren und/oder einzudampfen.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert;

Eine aufzubereitende Abfallflüssigkeit eines Kernkraftwerkes, welche größere Mengen der Aktivierungsprodukte Cr-51, Mn-54, CO-58/6O, Fe-55/59, Sb-122/124/25, Te-123, Zr-95 und Nb-95, geringe Mengen der Spaltprodukte Cs-134/137, Sr-89/9o und J-131 und Spuren von Np-239 sowie Uran- und Plutonium-Isotopen (hotparticles) enthielt, wurde zur Entfernung fester Bestandteile zunächst filtriert. Danach wurde die Abfallflüssigkeit in einem Verdampfer so weit eingeengt, daß keine Feststoffe ausfielen. Das sich ergebende Abwasserkonzentrat wurde dann in einem Behälter mit einigen g/m MnO „ versetzt. In kurzer Zeit wurden die Radionuklide z. B. entsprechend der Gleichung

⁵⁴Mn + MnO₂ -$ ⁵⁴MnO₂ + Mn

ausgetauscht. Das mit den Radionukliden angereicherte MnO„ wurde anschließend separiert. Der Dekontfaktor lag bei 2oo. Das angereicherte MnO₂ konnte nach Zwischenlagerung optimal entsorgt werden.

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Claims

300771a Andrejewski, Honke & Pattner Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte: 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Posrf. 10 02 54 8o2/Sch+ 27. Februar 198o Patentanmeldung

1) Dr. Heinrich Schroeder

Freiherr-vom-Stein-Str. 8, 6843 Biblis

2) Dr. Rainer Ambros

Neugasse 16, 6843 Biblis-Wattenheim

3) Dr. Gottfried Paffrath
Gartenstr. 31, 6521 Hohen Sülzen

Verfahren zum Aufbereiten von Radionuklide enthaltenden Abfallflüssigkeiten aus Kernkraftwerken ο. dgl.

Patentansprüche :

ff"^) Verfahren zum Aufbereiten von Radionuklide enthaltenden Abfallflüssigkeiten aus Kernkraftwerken o. dgl., wobei die Abfallflüssigkeiten mit nicht-radioaktiven anorganischen Feststoffen in Berührung gebracht werden und dabei oder danach in eine dekontaminierte Flüssigfraktion sowie in eine zu entsorgende, mit den Radionnukliden angereicherte Festfraktion oder Fest-

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Flüssigfraktion getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als nicht-radioaktive anorganische Feststoffe Substanzen mit die gleiche Oxidationsstufe wie die Radionuklide aufweisenden, sich gegen die Radionuklide austauschenden Ionen eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Substanzen Al₃O₃, Cr₃O₃, Fe₃O₃, MnO₃, Sb₃O₃, SiO , ZrO₃, Zr₃(PO₄J₄ Spinelle, Permutite und/oder Zeolithe eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Substanzen Cr O, und/oder MnO₃ eingesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanzen einem Anschweirmfiltermaterial beigegeben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Radionuklide enthaltenden Abfallflüssigkeiten vor dem Kontaktieren mit den Substanzen filtriert und/oder eingedampft werden.

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