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Beschreibung
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Verfahren zur sicheren Lågerung von gefährlichem, den Menschen und/oder
die Umwelt gefährdendem Material Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
zur sicheren Lagerung von gefährlichem, den Menschen und/oder die Umwelt gefährdendem
Material, insbesondere radioaktive Abfallstoffe und anderes strahlungsaktives Abfallmaterial,
Giftstoffe und den Menschen und/oder die Umwelt schädigende chemische Abfälle
oder
Arzneimittelabfälle.
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Seit vielen Jahren werden fast unkonstrollierbar grosse Mengen von
Schwermetallen, insbesondere Quecksilber, Kadmium usw. sowie Gift, insbesondere
DDT usw., Salze, Laugen, Chernikalien (Benzole, Xylole, Toluole usw.) und Uranabfälle
in Flüssen abgelassen oder in Seen, Meere und Ozeanen versenkt, teilsweise auch
vergraben,mit der Folge einer Verschmutzung des lebenswichtigen Grundwassers und
von Bauland, von Ackern, Wiesen und Wäldern und einer allmählichen Vergiftung und
Vernichtung der für den Erhalt der Menschhelt wichtigen Nahrungsquellen des Landes
und des Wassers.
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Die Einatmung der bereits vielfach verseuchten Luft belastet den Menschen
schon mehr als zulässig. Aber die zusätzliche Benutzung von verseuchten Wasser-
und Nahrungsquellen sind tödlich für Mensch und Tier.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen,
das eine sichere Lagerung von gefährlichem, den Menschen und/oder die Umwelt gefährdendem
Material, insbesondere radioaktiven Abfallstoffen und anderem strahungsaktiven aterial,
giftigen Stoffen und anderen, die Umwelt schädigenden chemischen Abfällen oder Arzneimittelabfällen
ermöglicht und das die vorgenannten Nachteile vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gefährliches
Material mit jeweils gleicher oder gleichartiger Zusammensetzung in standardisierte
Behälter, insbesondere Fässer, gefüllt wird, die mit einer Kennzeichnung versehen
werden, aus der die Zusammensetzung und Gefährlichkeit des Materials ersichtlich
ist, daß die gefüllten Behälter in Schutzhüllen gegeben werden, deren Innenraum
so groß bemessen ist, daß nach Einbringung eines Behälters zwischen diesem und der
Innenwand der Schutzhülle ein Zwischenraum verbleibt, der den Behälter im wesentlichen
allseitig umgibt, daß dieser Zwischenraum mit einer die Sicherheit bei der Handhabung
und/oder Lagerung erhöhenden Zwischenraumfüllung versehen wird, daß in der vorgenannten
Weise umhüllte Behälter mit gefährlichem Material gleicher oder gleichartiger Zusammensetzung
gruppenweise zusammengefaßt unter Wasser oder in unterirdischen Stollen gelagert
werden.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine sichere Handhabung
und Lagerung des gefährlichen Materials und seine spätere Wiederverwendung als Rohstoffquelle.
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Erfindungsgemäß können die umhüllten Behälter auf Paletten in den
unterirdischen Stollen eingebracht werden, und mindestens der Teil des Stollens,
in dem das gefährliche Material lagert, kann erfindungsgemäß mit einer im wesentlichen
alle
Hohlräume ausfüllenden, die Sicherheit der Lagerung erhöhenden Füllmasse ausgefüllt
werden.
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Weiter kann erfindungsgemäß der Teil des Stollens, in dem das gefährliche
Material lagert, mittels einer Mauer, vorzugsweise einer armierten Betonmauer, verschlossen
werden, die vorzugsweise mindestens eine Oeffnung aufweist, über die mindestens
ein Teil der die Hohlräume ausfüllenden und die Sicherheit der Lagerung erhöhenden
Füllmasse in den zu verschliessenden Teil des Stollens eingebracht wird, und daß
diese Uffnung bzw. Oeffnungen nach dem Einbringen der vorgenannten Füllmasse verschlossen
wird bzw. werden.
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Erfindungsgemäß kann es auch vorteilhaft sein, die mit der genannten
Schutzhülle versehenen Behälter jeweils zusammengefaßt zu einer Gruppe von Behältern,
die in bezug auf eine spätere Verwendung des gefährlichen Materials als Rohstoffquelle
gleichartige oder gleichwertige Materialien enthalten, in einem seewasserbeständigen
Container oder Schiff, vorzugsweise einem ausser Dienst gestellten Schiff oder Unterseeboot,
bis auf den Boden des Meeres oder eines hinreichend tiefen Sees zu versenken. Dabei
kann es vorteilhaft sein, einen Container oder ein Schiff mit Tauchzellen zu verwenden,
die zu gegebener Zeit, wenn das Material in den Behältern als Rohstoffquelle verwendet
werden soll, ein Heben des Containers bzw. Schiffes erleichtern, da sie mit Preßluft
oder Perlen aus geschäumtem Kunststoff füllbar sind.
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Erfindungsgemäß können eine Strahlenschutz-, Isolier-und/oder Versieglungsmasse,
Druckluft und/oder Druckgas als Füllung für den Zwischenraum der Schutzhüllen dienen.
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Diese Schutzhüllen werden vorteilhafterweise als vorgefertigter, vorzugsweise
zweiteiliger Hohlkörper, der aus zwei verschraubbaren Hälften besteht, ausgebildet
und insbesondere aus hochbeständiger Keramik, Glas, z.B. Blei-oder Quarzglas, mehrschichtig
und mittels Fasern und/oder Vinylzwischenschichten verstärkt, hergestellt. Es kann
auch vorteilhaft sein, die Schutzhüllen aus Kunststoff, vorzugsweise mehrschichtig,
mittels Fasern und/oder Armierungsschichten verstärkt, herzustellen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Lagerung, die eine spätere
Verwertung des eingelagerten Materials als Rohstoffquelle zulässt. Allgemein wird
nicht beachtet, daß der Hauptanteil der jetzigen Abfälle, die hauptverantwortlich
sind für die Vernichtung der lebensnotwendigen Quellen der Menschheit, im Grunde
genommen keine Abfälle in dem herkömmlichen Sinne sind, sondern je nach Fortgang
der Forschung und der Entwicklung wieder als Rohstoffe für zukünftige Produkte Verwendung
finden können, wenn sie nach dem erfindungsgemässen Verfahren gelagert werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung lässt eine erdbeben-und
katastrophensichere,
somit für uns und unsere Nachkommen, gefahrlose Lagerung in einem Stollen oder auf
dem Meeresboden zu. Die Kosten sind keinesfalls höher als die jetzt anfallenden
Kosten der "Entsorgung".
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Für die Lagerung der Ab fälle kann ein stillgelegtes Kohlen-oder anderweitiges
Bergwerk dienen, das dann als Lagerstätte für die zukünftigen Rohstoffe Verwendung
findet. Derartige Lager haben viele Vorteile. In diesen Gebieten sind die Arbeitslosen-/Abwanderungsquoten
am höchsten. Es sind minenbekannte Tag- und Untertag-Arbeitskräfte vorhanden.
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Die Stollen liegen vielfach in grosser Tiefe, so dass eine eventuelle
Grundwasserverseuchung auszuschliessen ist. Zudem wird ein zusätzlicher Strahlenschutz
gewährleistet. Obwohl stillgelegt, ist damit zu rechnen, dass die meisten Stollen
noch zugänglich bzw. mit geringerem Aufwand und weniger Kosten als für eine Neuerstellung
zugänglich zu machen sind. Strassen-und Gleisverbindungen sind vorhanden. Durch
stufenweises Auffüllen und Befestigen der Stollen werden zukünftige Bodensenkungen
und die damit verbundenen Schäden vermieden. Im allgemeinen sind genügend Flächen,
wie alte Haldenplätze, vorhanden, um die benötigten Gebäude für die Verwaltung und
die Schlussversiegelungsfabrik zu erstellen, und um die Vorsortierungsflächen für
die einzelnen Produkte bis zur Einlagerung
übersichtlich zu gestalten.
Sehr oft sind auch noch Bauten vorhanden, die mit geringen Mitteln anzupassen sind.
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Bei einer Neuerstellung müssten weitläufige Bodenuntersuchungen vorgenommen
werden, die viel Zeit und Geld kosten. Auch von einem stillgelegten Bergwerk sind
diese Informationen, sowie sämtliche Bau- und Stollenpläne noch vorhanden, so dass
bereits im voraus die jeweilig günstigsten Stollen für die einwandfreie Lagerung
nach Gefahrenklassen berechnet und computermässig erfasst werden können.
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Sowohl für die chemischen als auch radioaktiven Abfallstoffe bzw.
zukünftige Rohstoffe werden vorzugsweise standardisierte 50 kg-Fässer Verwendung
finden. Es können zwei Typen von Fässern vorgesehen werden, für Feststoffe mit abnehmbarem
Deckelring mit Verschluss und für flüssige Stoffe mit sehr flachem Einfüllventil.
Beide Fässer sind nach Beendigung des Abfüllvorganges vorzugsweise nicht mehr zu
öffnen.
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Der Produzent der Abfälle sollte verpflichtet werden, genaue chemische
Bezeichnungen seiner Abfallstoffe anzugeben. Er erhält dann, je nach Gefahrenklasse,
die entsprechenden innenseitig beschichteten Fässer. Ferner sollten die Fässer je
nach Gefahrenklasse und Produkt mit einem Nummern-Kode versehen, sowie die entsprechenden
Innenschutzbeschichtungen der Fässer eindeutig festgelegt werden. Dieser Nummern-Kode
sollte von allen Beteiligten bis zur Einlagerung und Stollen
nummerierung
verwendet werden.
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Bei radioaktiven, insbesondere Uranabfällen werden die Fässer vorzugsweise
mit einer an der Innenseite angebrachten Bleifolie, die mittels Epoxyharzverbindungen
-gemäß DE-OS 18 01 578 und DE-OS 21 34 811 verstärkt werden kann, um Druckstellen
zu verhindern. Ausserdem verfügen diese Fässer über einen Deckel-Ringverschluss,
um ein unerlaubtes Offenen von Unbefugten zu verhindern.
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Aufgrund der Stollen- und Bodenbeschaffungspläne sollten diejenigen
Stollen ermittelt und unterteilt werden, in welche die gefährlichen und weniger
gefährlichen Materialien zur endgültigen Einlagerung untergebracht werden sollen.
Diese Stollen werden karteimässig erfasst und erhalten die gleiche Kode-Nummer wie
die Kode-Nummer auf den Fässern, die dort eingelagert werden. Auf diese Weise entstehen
Lager, immer aus dem gleichen Material, so daß, wenn die Zeit kommt, daß die gelagerten
Abfälle wiederum als neue Rohstoffe Verwendung finden sollen, diese Lager geräumt
und für neue Abfallprodukte Verwendung finden können.
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Revor die Fässer endgültig versiegelt werden, müssen Stichproben zur
tiberprüfung des Inhaltes vorgenommen werden. Das Ventil bei den Fässern mit flüssigem
Abfall wird mittels eines Spezialwerkzeuges herausgezogen, Flüssigkeit entnommen
und
ein neues Ventil eingebracht.
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Die Versiegelung besteht aus vorgefertigten Keramik-, Glas-oder Kunststoffbehältern,
letztere aus Plexiglas in Schichten, eventuell vinylverstärkt oder Polyesterverbindungen.
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Das Gewinde der Verschraubung der beiden Hälften der Schutzhülle ist
entsprechend lang zu wählen, um die Toleranzen in den Abmessungen der Fässer oder
des Innenraumes der Schutzhüllen auszugleichen.
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In einer der beiden Hälften der vorfabrizierten Schutzhülle befindet
sich ein Ventil, durch das Druckluft bei den Fässern mit chemischem Inhalt oder
die Isoliermasse für die Fässer mit Uran- bzw. Strahlungsabfällen eingebracht werden
kann.
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Ausser den Spezialfässern werden durch das Entsorgungswerk Spezialcontainer
(20 ft) für den Transport zur Verfügung gestellt. Bis zur Versiegelung durch das
Entsorgungswerk bleiben die Abfälle - auch auf dem Entsorgungsgelände - unter Bewachung
in diesen Spezialcontainern. 20 ft-Container besteht aus der herkömmlichen Konstruktion.
Die Aussenseite ist neutral zu halten. Die Innenseite besteht.aus einer Stahlverkleidung,
z.B. aus V2a-Stahl, auf dem mittels Epoxyharz eine Bleifolie aufgeklebt ist. Die
freiliegende Oberfläche der Bleifolie wird mit Epoxyharz beschichtet, um eine Zersetzung
und
Beschädigung der Bleifolie auszuschliessen.
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Die mittels der Spezialcontainer zum Entsorgungswerk transportierten
Fässer rollen durch die Fassreifen ausgerichtet in eine Maschine, die die Schutzhüllen
anbringt. Das Fass wird angehoben. Zuerst wird ein erste Oeffnungen aufweisender
Abstandsring auf die eine Fasshälfte bis zum ersten Fassreifen aufgeschoben. Die
Oeffnungen in dem Abstandsring sind notwendig für den Durchgang der Zwischenraumfüllung.
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Nach Aufschieben des Abstandsringes wird die erste Hälfte der Schutzhülle
über die mit dem Abstands ring versehene Fasshälfte aufgeschoben. Das Fass wird
auf diese angebrachte Hälfte der Schutzhülle senkrecht aufgesetzt. Das Gewinde des
Glasbehälters wird nun automatisch mit einer Klebdichtungsmasse versehen, z.'B.
gemäss DE-OS 21 34 811. Diese Klebmasse hält laut den internationalen Prüfungsberichten
einen Druck bis über 80 atü stand und hat trotz der hohen Druckfestigkeit aussergewöhnliche
Biegezugfestigkeiten.
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Dann wird der zweite mit Uffnungen versehene Abstands ring von der
anderen Stirnseite über das Fass geschoben und die zweite Hälfte der Schutzhülle
aufgeschraubt. Durch das Verschrauben der beiden Hälften werden die bestehenden
Toleranzen ausgeglichen, d.h. das Fass ist nunmehr über die Abstandsringe in seiner
Lage in der Schutzhülle festgelegt.
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Die Schutzhüllen werden automatisch mit den Kode-Nummern versehen
(etikettiert). Um Verwechslungen auszuschliessen, werden während einer Zeitspanne
des Versiegelns immer nur Abfälle mit der gleichen Kode-Nummer verarbeitet.
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Das in einer Schutzhülle verpackte, etikettierte Fass wird etwa 24
h zwischengelagert. Dieser Zeitraum wird benötigt, um eine vollständige Aushärtung
der Kleb-, Dichtungsmasse zu erzielen. Anschliessend erfplgt eine Nachkontrolle
sowie das Einbringen der- Isoliermasse bzw. Druckluft durch das Ventil. Das Ventil
wird danach mittels Epoxyharz oder dergleichen verschlossen und das Fass ist jetzt
zur endgültigen Einlagerung präpariert. Die eingebrachte Menge Druckluft dient zum
Aufbau eines Gegendruckes, wodurch sehr hohe Aussendruckbelastungen, z.B. bei Unterwasserlagerungen,
ausgeglichen werden können.
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Bei Fässern mit Uran- bzw. Strahlungsabfällen bleibt der Vorgang der
Präparierung wie bei der vorstehend beschriebenen Versiegelung der Fässer mit chemischem
Abfall. Nur wird nach ca. 24 h in den Zwischenraum der Schutzhüllen eine radioaktive
strahlungsabsorbierende, Blei enthaltende Epoxymasse -gemäss DE-OS 18 01 578 in
flüssigem Zustand unter Druck eingebracht. Durch Dauerversuche des Hahn-Meitner-Institutes
in Berlin wurdc für eine der<iri Iipoxymassc
ausgezeichnete
Beständigkeit und wirkungsvollen Schutz gegen Strahlungen nachgewiesen. Hinzu kommt,
daß die Fässer bereits über einen von Innen angebrachten Schutz verfügen, so daß
hauptsächlich Sekundärstrahlungen abzuschirmen sind.
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Es kann auch verflüssigtes reines Blei in den Zwischenraum der Schutzhüllen
eingefüllt werden. Bei sehr starker Strahlung des zu lagernden Materials kann das
Faß, bevor es in eine Schutzhülle gebracht wird, noch zusätzlich mit einer Bleifolie
abgcschirmt werden. Vor Einbringung der Zwischenraumfüllung kann die im Zwischenraum
vorhandene Luft entweder über das Ventil zum Einfüllen der Füllmasse abgesaugt werden
oder es kann ein zusätzliches Entlüftungsventil vorgesehen werden, durch das die
Luft beim Einfüllen der Füllmasse entweichen kann. Die Ventile werden nach Füllung
des Zwischenraumes dicht versiegelt.
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Die nunmehr fertig präparierten und mit Kode-Nummern gekennzeichneten
Fässer werden jeweils nach Gefahrenklasse getrennt, in Stollen eingebracht, die
jeweils die gleiche Kode-Nummer aufweisen. Um zu verhindern, daß bei einem Minenbrand
Kalamitäten entstehen oder eine Kettenreaktion - verursacht durch Feuer oder Falschlagerungen
von strahlungsaktiven Abfällen - hervorgerufen wird, sind noch folgende Massnahmen
erforderlich:
In den einzelnen Stollen sollten in gewissen Abständen
jeweils nach Stapelung einer bestimmten Anzahl von Fässern, stets eine armierte
Betonschutzmauer errichtet werden. In dieser Mauer werden Uffnungen zum Durchführen
eines Druckschlauches belassen. Nach Aushärtung der Betonmauer wird nun durch die
freigehaltenen Oeffnungen Betongemisch mit Druck eingespritzt, wodurch sämtliche
Hohlräume aufgefüllt und somit eine totale Verfestigung des Stollens erzielt wird.
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Durch diese Massnahme werden nicht nur die eingelagerten Abfallstoffe
zusätzlich geschützt, sondern Bodenbewegungen und Bodensenkungen unterbunden, was
vor allem bei Erdbeben, Wassereinbrüchen usw. äusserst wichtig ist.
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Uranabfälle sind durch dieses Verfahren noch zusätzlich wirkungsvoll
geschützt gegen Diebstahl und terroristischen Anschläge.
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Einzelheiten bezüglich des Aufbaues und der Herstellung der Schutzhülle
sind in der vom Anmelder gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel
1,Schutzhülle für die Handhabung und Lagerung von gefährlichem, den Menschen und/
oder die Umwelt gefährdendem Material und Verfahren zu ihrer Herstellung" (Anwaltszeichen:
1A-4161) beschrieben. Auf die Offenbarung dieser Anmeldung wird ausdrücklich bezuggenommen.
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Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere
die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination
gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.