DE3028006C2

DE3028006C2 - Verfahren zur sicheren Einbringung von flüssigen radioaktiven Abfällen

Info

Publication number: DE3028006C2
Application number: DE19803028006
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Chem. 6457 Maintal Kadner; Hartmut Dipl.-Phys. 6450 Hanau Kroll; Günther Dipl.-Chem. Dr. 6458 Rodenbach Luthardt; Josef Ing.(grad.) 6457 Maintal Reus; Hans Dipl.-Ing. 6369 Schöneck Wewer
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1980-07-24
Filing date: 1980-07-24
Publication date: 1984-10-18
Also published as: DE3028006A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur sicheren Einbringung von flüssigen radioaktiven Abfällen, insbesondere von tritiumhahigem Wasser, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die in dem Bereich der Kerntechnik oder durch wissenschaftliche Anwendung von radioaktiven Substanzen anfallenden wäßrigen Abfallflüssigkeiten müssen von der Biosphäre sicher getrennt werden. Insbesondere müssen tritiumhaltige Abwässer sorgfältig gesichert werden.

Bei dem eingangs genannten, aus der FR-PS 14 52 666 bekannten Verfahren ist in dem Lagergefäß, das zunächst dem Transport dient, lediglich ein einziger Container angeordnet. Der flüssige radioaktive Abfall wird ausschließlich in diesen Container eingegeben, wobei der Zwischenraum zum Lagergefäß von vornherein mit festem Material gefüllt ist.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur sicheren Einbringung von flüssigen radioaktiven Abfällen, insbesondere von tritiumhaltigem Wasser, in kugelförmige Container zu schaffen, das den gestiegenen Sicherheits- und Umweltaspekten Rechnung trägt und dabei die Lagerung über längere Zeiträume von relativ großen Abfallmengen pro Lagereinheit ermöglicht.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß mit dem im eo kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahen ist es möglich, radioaktive Flüssigkeiten, vornehmlich tritiumhaltige Wasser und Lösungen, die radioaktive Substanzen enthalten, welche durch Zerfall eine gasförmige Komponente abgeben, durch deren Ausbreitung und nachfolgenden weiteren Zerfall eine Ausbreitung von Radioaktivität ermöglicht würde, wie z. B. thoriumhaltige Lösungen, wo durch Entweichen des kurzlebigen Radon 220 und dessen Zerfall energiereiche Folgeprodukte gebildet werden, auch radioaktive organische Flüssigkeiten mit einem Dampfdruck > 1 mbar in die auch wegen ihrer Fonnstabilität günstigen kugelförmigen Container einzubringen.

Diese stabilen kugelförmigen Container werden in ein Lagergefäß so eingebracht, daß sich eine dichte hexagonale Anordnung ergibt Dies ist möglich, wenn der Außendurchmesser der kugelförmigen Container maximal V₃ des nutzbaren Innendurchmessers des Lagerbehälters beträgt Diese Anordnung ermöglicht eine maximale Volumennutzung innerhalb des Lagergefäßes, wobei es besonders vorteilhaft ist, den Zwischenraum zwischen dem Lagergefäß und den befüllten Containern zur Fixierung bzw. zur Verbesserung der mechanischen Stabilität mit einem sich verfestigenden Matrial auszufüllen, beispielsweise mit Zement oder Bitumen. Es entsteht dann ein Mehrbarrierensystem aus dem kugelförmigen Containment, dem verfestigten Material im Zwischenraum und der Wand des Lagerfasses, für das in besonderen Fällen auch ein Abschirmbehälter verwendet werden kann.

Die Raumausnutzung läßt sich durch den Einsatz von Containern mit verschiedenem Kugeldurchmesser, d. h. z. B. von kleineren Containern, die in den Zwischenräumen von größeren Containern positioniert werden, optimieren.

Die kugelförmigen Container können aus wasser- und wasserdampfundurchlässigen Materialien bestehen, wie z. B. aus rostfreiem Stahl, Aluminium oder stoßfestem Glas. Die Einfüllöffnungen der Container können verschlossen werden durch Verlöten, Verschweißen, Verschrauben oder auch durch Zuschmelzen, Abquetschen bzw. Flachwalzen von Zuführungsleitungen. Es ist ferner möglich, bei einer kleinen Befüilöffnung, beispielsweise im Bereich von 3 bis 10 mm, diese fallweise unverschlossen zu lassen oder mit einem Gewinde zu versehen, in das ein Schraubenverschluß eingesetzt wird. Diese Verschlußart ist besonders für den Einschluß von Flüssigkeiten geeignet, bei denen durch Radiolyse ein unzulässig hoher Druckanstieg zu erwarten ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Lagergefäß und die kugelförmigen Container vor dem Eingeben des flüssigen radioaktiven Abfalls evakuiert werden.

Eine weitere besonders günstige Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die kugelförmigen Container vor der Aufnahme des flüssigen Abfalls mit einem saugfähigen Material zj füllen, welches den Abfall einsaugt und fixiert. Als saugfähiges Material sind z. B. organische oder anorganische Fasern und Blähton geeignet. Die Adhäsionskräfte und die Kapillarkräfte stellen dann eine zusätzliche Schutzbarriere gegen das Austreten radioaktiver Stoffe dar.

Alle Verfahrensschritte sind weitgehend automatisierbar und auch problemlos fernbedienbar ohne Gefährdung des Bedienungspersonals.

Das erfindungsgemäße Verfahren verbindet den Vorteil des Mehrbarrieren-Sicherheitssystems mit dem einer größeren Sicherheit gegen das Auslaufen von radioaktiver Flüssigkeit, ferner mit dem einer guten Raumausnutzung.

So ist je nach Auslegung der kugelförmigen Container und des Lagergefäßes eine Raumausnutzung bis zu Werten um 60% für den flüssigen radioaktiven Abfall erreichbar.

Ein weiterer Vorteil ist die Formstabilität der kugel-

förmigen Container, wobei sich das optimale Oberflächen/Volumenverhältnis auch günstig auf ICorrosions- und andere Oberflächenaspekte auswirkt

Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren in hervorragendem Maße die Langzeitlagerung radioaktiver flüssiger Abfälle.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur sicheren Einbringung von flüssigen radioaktiven Abfällen, insbesondere von tritiumhaltigem Wasser, in kugelförmige mit einer Einfüllöffnung versehene Container, wobei die Container mit der Einfüllöffnung nach oben in ein Lagergefäß eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Container in dem Lagergefäß in hexagonal dichtester Packung angeordnet werden, daß die Container durch Eingeben des flüssigen radioaktiven Abfalls in das Lagergefäß befüllt werden und anschließend der im Zwischenraum zwischen dem Lagergefäß und den befüllten Containern vorhandene flüssige radioaktive Abfall abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergefäß und die kugelförmigen Container vor dem Eingeben des flüssigen radioaktiven Abfalls evakuiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige radioaktive Abfall durch saugfähiges Material, das sich in den kugelförmigen Containern befindet, aufgesaugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem Lagergefäß und den befüllten kugelförmigen Containern anschließend mit einem sich verfestigenden Material ausgefüllt wird.