DE3112020A1

DE3112020A1 - Verfahren zur behandlung von radioaktiven ausflockungen

Info

Publication number: DE3112020A1
Application number: DE19813112020
Authority: DE
Inventors: Ian Arthur Seascale Cumbria Kirkham
Original assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Current assignee: British Nuclear Fuels Ltd
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1981-03-26
Publication date: 1982-02-18
Also published as: FR2479539A1; GB2073478B; US4582637A; GB2073478A; FR2479539B1; JPS56151397A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von radioaktivem Abwasser.

Insbesondere betrifft die Erfindung die Behandlung von radioaktiven Materialien, die entstehen, wenn ein radioaktiver Brennstoff aufgearbeitet wird, um das, was radioaktiv ist, zu isolieren und in ein räumlich begrenztes Volumen zu überführen, in dem es in einer Sicherheitsumgebung gelagert werden kann.

Es ist allgemein üblich, die bei der Aufarbeitung von Kernbrennstoff erhaltenen radioaktiven Materialien in drei Gruppen einzuteilen: in solche niedrigen Grades, die unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen ins Meer abgelassen werden können; und solche mittleren und hohen Grades, die beide eine Behandlung erfordern, um das radioaktive Material zu konzentrieren und es in eine räumlich begrenzte Form zu überführen, in der es in einer Sicherheitsumgebung für die Zeiträume, die nötig sind, um zu gewährleisten, daß seine Aktivität kein Gesundheitsrisiko darstellt, gelagert werden kann.

Insbesondere kann den anfallenden Produkten mittleren Grades eine Behandlung zuteil werden, die zu einer Ausflockung führt, die die Radioaktivität zurückhält. Diese Behandlung beinhaltet die aufeinander folgende Bildung von Niederschlägen eines Ferrocyanids, eines Hydroxids, von Bariumsulfat und von einem Sulfid. Derartige anfallende Produkte mittleren Grades sind zum Beispiel die, die im Ergebnis einer Aufarbeitung von bestrahltem Magnoxbrennstoff der ersten Generation der britischen Kernkraftwerke erhalten werden, bei denen Uranmetallbrennstoff in Hülsen aus einer Magnesiumlegierung (Magnox) eingekapselt ist. Zu diesen anfallenden Produkten gehören ferner Schlämme und Ionenaustauscherharze, die aus der

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Lagerung und einer Beckenkorrosion des bestrahlten Brennstoffs in den Lagerungsbecken auf dem Reaktorgelände und dem Aufbereitungsgelände stammen, und es gehören dazu Stücke der Magnesiumlegierungshülsen, die von dem bestrahlten Uranmetallbrennstoff abgezogen worden sind. Außerdem können dazu verschiedene Eisen/Aluminium-Ausflockungen gehören, die aus der Behandlung der Ströme der Aufarbeitungsflüssigkeit stammen, um aus diesen vor dem Ablassen ins Meer die Radioaktivität zu entfernen oder auf einen annehmbaren niedrigen Grad zu reduzieren. Den anfallenden Produkten wird im allgemeinen noch eine KonditionierbeTiandlung zuteil, um zu gewährleisten, daß Materialien,die die nachfolgende Einkapselung oder Lagerung nachteilig beeinflussen könnten, entfernt werden. Zu diesen Materialien können Salze, wie Natriumsulfat und Ammoniumnitrat gehören. Die Ausflockungen, wenn nötig konditioniert, umfassen unlösliche Niederschläge, auf denen fest verschiedene radioaktive Spezies sowie beträchtliche Mengen freien Wassers haften, das gelöste Salze enthält, die nicht radioaktiv sind. Die Menge der Ausflockungen, die in eine feste Matrix eines Bindematerials eingeschlossen werden kann (durch nachfolgende Behandlung mit Bitumen, Zementmatrices oder dergleichen) wird durch das Gewicht der genannten nichtaktiven Salze beschränkt, genau wie durch den Gehalt an radioaktiven Niederschlagen, was dazu führt, das eine größere Menge an Bindematerial erforderlich ist als durch das Gewicht der radioaktiven Niederschläge allein gerechtfertigt wäre. Das führt dazu, daß größere Mengen an Bindematerial verwendet werden, als im strengen Sinne nötig sind.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die zur Einbindung der Ausflockungen erforderlichen Mengen an Material vermindert werden können, wenn von den aktiven Niederschlägen durch mindestens einmaliges Waschen

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mit Wasser die Mutterlauge entfernt wird, die die genannten löslichen (inaktiven) Salze enthält.

Damit wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Behandlung einer radioaktiven Ausflockung geschaffen, wobei diese Ausflockung eine Suspension von Niederschlagen, die radioaktive Spezies tragen, in einer nichtradioaktive Salze in gelöster Form enthaltenden Mutterlauge ist, bei dem das Verfahren das Waschen der Ausflockung mit Wasser unter Ersatz der Mutterlauge durch klares Wasser umfaßt, woran sich das Einkapselnder gewaschenen Ausflockung in einer festen Matrix anschließt.

Es ist dabei berücksichtigt, daß jeglicher Verlust an aktiver Spezies aus der Ausflockung durch das angegebene Waschen minimal ist und nur eine Aktivität des niedrigen Grades im Waschwasser erzeugt, die ohne weiteres innerhalb der Grenzen für die Ableitung in die Umgebung oder zur Weiterleitung zu einem weiteren Prozeß liegt. Es wird außerdem berücksichtigt, daß jegliche Änderungen im Sinne einer Verschlechterung der Absitz-Kennwerte der Ausflockung, die durch das Waschen bewirkt werden können, innerhalb annehmbarer Grenzen bleiben.

Es wurde in einigen Fällen gefunden, daß es vorteilhaft ist, das Waschen nach der Herstellung der Ausflockungen etwas zu verschieben. Diese Verzögerung hat den Effekt, daß der Dekontaminier ungs faktor , der durch die Herstellung der Ausflokkung erreicht wird, maximal wird. In einigen besonderen Fällen können einige wenige Tage vorteilhaft sein, in anderen Fällen würden sehr viel längere Perioden die Effektivität des erfinderischen Verfahrens nicht ernsthaft beeinflussen.

Die Herstellung der Ausflockungen und deren Einschluß in eine feste Matrix aus Bindematerial, wie zum Beispiel Bitumen oder

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Zement, sind gut bekannt und Standardverfahren und erfordern daher an dieser Stelle keine detaillierte Beschreibung. So ist es bekannt, die Ausflockung in heißes Bitumen mit einer Temperatur von über 140° C einzuführen, so daß der Flüssigkeitsgehalt der Ausflockung verdampft und der zurückbleibende Feststoffgehalt, der die Radioaktivität trägt, mit dem Bitumen gemischt wird. Die erhaltene Mischung läßt man absitzen und feste Körper bilden, in denen die Radioaktivität durch das Bitumen eingehüllt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Ausflockung mit Wasser gewaschen, bevor sie bitumeninisiert wird. Das Waschen kann in einem Bad oder auch auf kontinuierliche Weise durchgeführt werden und bewirkt den Ersatz des ursprünglichen Flüssigkeitsgehalts der Ausflockungen, der gelöste Salze enthält, durch klares Wasser. Die gewaschene Ausflockung wird dann in heißes Bitumen eingeführt und darin eingekapselt, wie es bekannt und üblich ist. Die Menge des Materials, das eingekapselt werden muß, wird durch die Entfernung der gelösten nichtradioaktiven Salze während des Waschschritts vermindert. Damit wird die Menge an verfestigten radioaktiven Abfällen, die durch Bitumenisation erhalten werden, vermindert, was Vorteile für deren Lagerung und Beseitigung bietet.

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Alternativ zur Bitumenisation kann die gewaschene Ausflokkung auch in andere feste Bindematerialien, wie Zement, eingehüllt werden.

In einem Beispiel wurde eine typische Ausflockung mit Wasser eines gleichen Volumens in Berührung gebracht, gemischt, absitzen gelassen, und der überstand wurde abgezogen. Dieses Vorgehen wurde viermal wiederholt. Der Gesamtsalzgehalt sowie der Gesamtfeststoffgehalt der Ausflockung wurde von

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29,4 ^w/o auf 7,5 ^w/o vermindert, und der Verlust an Radioaktivität in die Waschflüssigkeit betrug:

Gesamt O-	1
Cs 137	0,01
Sr90	0,1
Gesamt/^	0,2

Ende der Beschreibung

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Claims

DIPL.-ING. SiCHWABE*"* D¹R. DR*. SA*5lDMAIR

PATENTANWÄLTE

Postfach 860245 · 8000 München

Anwaltsakte: 31

26. Mliz 1981

British Nuclear Fuels Limited

Risley, Warrington, Cheshire, Großbritannien

Verfahren zur Behandlung von radioaktiven Ausflockungen

Patentanspruch

Verfahren zur Behandlung einer radioaktiven Ausflockung, die eine Suspension von Niederschlagen, die radioaktive Spezies tragen, in einer Mutterlauge darstellt, die nichtradioaktive Salze in Lösung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflockung unter Ersatz der Mutterlauge durch klares Wasser mit Wasser gewaschen wird, bevor die gewaschene Ausflockung in eine feste Matrix eingekapselt wird.

f (089) 98 82 72 988273 988274 983310

Tcleiramtnc:

BERGSTAPFPATENT München

TELEX:

0524560BERGd 1 >> ft Π fc 7 7 Π 6 7

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