DE3047458A1

DE3047458A1 - Vorrichtung zur lagerung schwach- und mittelradioaktiver abfaelle

Info

Publication number: DE3047458A1
Application number: DE19803047458
Authority: DE
Inventors: Rudolf 6463 Freigericht Anton; Daniel Dipl.-Chem. Dr. 8757 Karlstein Neupert; Werner Dipl.-Chem. Dr. 6460 Gelnhausen Rudolph
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1980-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1982-07-08
Also published as: DE3047458C2

Description

Vorrichtung zur Lagerung schwach- und mittelradioaktiver
Abfälle Gegenstand der Erfindung ist ein Behälter zur Lagerung radioaktiv kontaminierter Gegenstände bzw. radioaktiver Feststoffe mit schwacher bis mittlerer Aktivität, insbesondere zur vorübergehenden Aufbewahrung.
Feste radioaktive Abfälle werden derzeit vor der Lagerung durch Betonierung, Bituminierung, sowie durch Einbettung in eine kompakte Kunststoffmatrix konditioniert.
Die aufgrund der genannten Techniken herstellbaren Lagergebinde sind prinzipiell zur endgültigen Lagerung radioaktiver Abfälle geeignet.
Darüberhinaus werden kurzfristig radioaktive Feststoffe auch ohne Konditionierung zwischengelagert.
Eine wichtige Voraussetzung für die Zwischenlagerung schwacher und mittelaktiver radioaktiver Abfälle ist, daß diese zu einem späteren Zeitpunkt unter Berücksichtigung noch zu erarbeitender Endlagervorschriften in einem dann endgültigen Vorschriften entsprechenden Konditionierungszustand überführt werden können.
Lose in einen Behälter eingefüllte Abfälle, die gegebenenfalls kompaktiert sind, haben den Nachteil, daß es beim Transport zur Beschädigung des Lagergebindes durch sich bewegende Abfallteile, z. B. durch kontaminierte Metallteile kommen kann.
Nachteilig ist auch die vorübergehende Einbettung in kompakten Medien, wie z. B. Beton, Bitumen oder Kunststoff, da eine spätere Ausbettung praktisch kaum durchführbar ist. Darüberhinaus ergeben sich auch zusätzlich erhebliche Schwierigkeiten bei ler Einbettung spezifisch leicher Abfällt in die noch nicht erstarrte spezifisch schwere Matrix, Aufgrund des Dichteunterschiedes können fallweise die radioaktiven Gegenstände bevorzugt an die Oberfläche der Matrix gehoben werden.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Behälter zum Lagern radioaktiv kontaminierter Gegenstände bzw. schwach radioaktiver Feststoffe - insbesondere zur vorübergehenden Aufbewahrung - zu schaffen, der die genannten Nachteile wie die spätere überführbarkeit der radioaktiven Abfälle unter neuen Vorschriften in ein endlagerfähiges Gebinde, die Beschädigungsgefahr für den Behälter durch sich bewegende Teile, sowie Entmischung von Matrix und spezifisch leichterem radioaktivem Abfall während der Konditionierung vermeidet, ferner den technischen Aufwand für die Erstkonditionierung, die teilweise nicht endgültig ist, gering behält.
Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter die radioaktiven Gegenstände bzw. Stoffe (1) in einer Matrix (2) aus geschäumtem verfestigtem Kunststoff eingebettet enthält.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der schematischen Abbildung beispielhaft näher erläutert.
Die radioaktiven Abfälle (1), z. B. kontaminierte Laborgeräte, Bleiabschirmungen für radioaktive Präparate, Holzteile, Werkzeuge etc., werden in einen Behälter (5), z. B.
ein 200 1Faß, gegeben. In die Zwischenräume zwischen den radioaktiven Gegenständen bzw. Stoffen wird eine Substanz gegeben, welche durch Gasentwicklung einen Kunststoffschaum bildet und erstarrt. Dieser Kunststoffschaum bildet eine Matrix (2), durch die die radioaktiven Stoffe (1) im Abfallbehälter (5) fixiert sind.
Die schaumbildende Substanz kann ein treibmittelhaltiges Kunststoffgranulat sein, das unter der Einwirkung von Hitze expandiert. Das Freiwerden von Treibmittel kann aber auch durch chemische Reaktionen von Substanzen erfolgen, die durch Mischung mehrerer Komponenten entstehen. Besonders vorteilhaft ist das Ausschäumen mit Polyurethan. Hierzu werden die flüssigen Komponenten eines schaumbildenden Polyurethansystems in einem Behälter intensiv gemischt und noch vor Ablauf der Tropfzeit in das Faß geschüttet. Es ist dabei unwesentlich, ob die radioaktiven Gegenstände beim Einschütten des flüssigen Komponentengemisches benetzt werden oder ob das Gemisch an der Behälterinnenwand bis zum Behälterboden fließt. Bei diesem Verfahren ist es günstig, nacheinander mehrere kleine Ansätze in das Faß einzugießen und Jeweils das Auftreiben und Aushärten des Schaumes abzuwarten, um ein Überdosieren der Komponenten und damit ein Uberschäumen des Behälter zu vermeiden. Nach dem Aushärten des Schaumes, was im allgemeinen nach wenigen Minuten erfolgt ist,sind die radioaktiven Abfälle im Abfallbehälter fixiert. Besonderer technischer Aufwand ist also nicht erforderlich.
Die in den Behältern auf diese Weise eingebetteten Stoffe können leicht transportiert werden, wobei das geringe Gewicht der Matrix vorteilhaft ist. Nach einer Zwischenlagerphase können die Abfallgebinde fallweise kompaktiert werden. Die radioaktiven Stoffe oder Geräte können aus der Matrix bequem, z. B. mit Messern, herausgeschnitten, herausgerissen oder herausgelöst werden und unter Zugrundelegung entsprechender Vorschriften in einen endlagerfähigen Zustand überführt werden.
Da die radioaktiven Gegenstände meist ein höheres spezifisches Gewicht aufweisen als der Schaum, werden sie nicht an die Oberfläche der Matrix gehoben.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Poren der Matrix geschlosssen sind Dadurch wirkt die Matrix nicht nur als Fixierungsmittel, sondern zusätzlich als Feuchtigkeitsschutz. Die geschlossenzellige Matrix wird durch ein behutsames Dosieren des Treibmittels gewährleistet. Im Falle von Polyurethan-Schäumen muß die gasliefernde sog.
"Steigreaktion" in ihrer Reaktionsgeschwindigkeit auf die das Makromolekül bildende Vernetzungsreaktion exakt abgestimmt sein. Ein Ueberschuß von Diisocyanat ist zu vermeiden.
Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, wenn die Matrix schwer entflammbar ist. Dies erreicht man dadurch, daß phosphor- oder halogenhaltige Flammschutzmittel zur Matrix hinzugegeben werden.
Im Falle von PU-Schaum wird die Entflammbarkeit erschwert, wenn tri- und dimerisierte Isocyanate verwendet werden.
Zum Schutz gegen das Entweichen von radioaktiven Stoffen ist es oft vorteilhaft, die radioaktiven Stoffe zusätzlich mit einer bzw. mehreren Barrieren (3) zu versehen, wobei es aus Handhabungsgründen besonders vorteilhaft ist, wenn die Barrieren (3) aus auswechselbaren Einsätzen bestehen.
Als Material für die Barrieren hat sich Kunststoff, insbesondere Kunststoffsäcke oder Kunststoffbehälter, als vorteilhaft erwiesen.
Zur Verminderung der Strahlenemission aus dem Abfallbehälter (5) ist es ofevon Vorteil, diesen mit einer Abschirmung (4), z. B. aus Beton, zu versehen.

Claims

Vorrichtung zur Lagerung schwach- und mittelradioaktiver Abfälle Patentansprüche ('1.)Behälter zum Lagern radioaktiv kontaminierter Gegenstände bzw. radioaktiver Feststoffe mit schwacher bis mittlerer Aktivität, insbesondere zur vorübergehenden Aufbewahrung, dadurch gekennzeichnet, daß er die radioaktiven Gegenstände bzw. Stoffe (1) in einer Matrix (2) aus geschäumtem verfestigtem Kunststoff eingebettet enthält.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (2) schwer entflammbar ist.
3. Behälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (2) geschlossene Poren hat.
4. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrix (2) Polyurethanschaum verwendet wird.
5. Behälter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Behälter (5) und Matrix (2) eine Barriere (3) gegen das Entweichen radioaktiver Stoffe befindet.
6. Behälter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Barriere (3) aus einem auswechselbaren Einsatz besteht.
7. Behälter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Barriere (3) aus Kunststoff besteht.
8. Behälter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Abschirmung (4) versehen ist.