DE3429981C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren für die Vorbereitung von radioaktiven oder radioaktiv verseuchten, wasser­ enthaltenden Abfallfeststoffen mit hohem Porenvolumen und radioaktiven oder radioaktiv verseuchten Salzen aus Konzentratwasser enthaltenden Verdampferkonzentrationen für die gemeinsame Endlagerung in Endlagerbehältern. - Abfallfeststoffe mit hohem Porenvolumen meint insbesondere Ionenaustauscherharze, wie sie beim Betrieb von Kern­ kraftwerken anfallen. Abfallfeststoffe mit hohen Porenvolumen meint aber auch dort anfallende, zumeist aus Zellulose aufgebaute Filterkerzen. Radioaktive oder radio­ aktiv verseuchte Verdampferkonzentrate, wie sie im Rahmen des er­ findungsgemäßen Verfahrens behandelt werden, fallen ebenfalls beim Betrieb von Kernkraftwerken an. Insgesamt handelt es sich sowohl bei den Abfallfeststoffen als auch bei den Verdampferkonzentraten hauptsächlich um schwach radioaktive oder schwach radioaktiv ver­ seuchte Substanzen. Vakuum meint im Rahmen der Erfindung einen ausreichenden Unterdruck, wie er bei Maßnahmen der Vakuumtrock­ nung oder Vakuumentwässerung üblich ist (DE-OS 32 00 331) und wie er mit sogenannten Vakuumpumpen erzeugt wird. Endlagerbehälter sind für den Transport und für die Lagerung solcher Substanzen übliche Behälter mit ausreichend dicken, auch für die Strahlenab­ sorption und gegebenenfalls die Neutronenmoderation eingerichteten Wandungen.

Im Rahmen bekannter Maßnahmen werden die wasserenthaltenden Abfall­ feststoffe einer Vakuumtrocknung unterworfen (DE-OS 32 22 764). Ver­ dampferkonzentrate werden bis zum Salz weiterverarbeitet und danach mit Zement, Kunststoff, Glas oder ähnlichen Verfestigungsmitteln verfestigt (DE-OS 30 27 685). Das alles hat sich bewährt, ist jedoch aufwendig. Insbesondere stört, daß die Abfallstoffe im vakuum­ getrockneten Zustand ein großes Leervolumen mitführen, so daß die Speicherkapazität der Endlagerbehälter nur sehr unvoll­ ständig ausgenutzt wird. Zwar ist es bekannt, die von trockenen Abfallfeststoffen gebildeten Zwischenräume mit einer Mischung aus Verdampferkonzentraten und Bindemitteln zu vergießen (DE-OS 30 27 685), dabei verbleibt jedoch immer noch ein großes Leer­ volumen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß das Leervolumen der Abfallfest­ stoffe für die Speicherung weitgehend ausgenutzt wird.

Zur Lösung dieser Augabe lehrt die Erfindung, daß die wasser­ enthaltenden Abfallfeststoffe in die Aufnahmekammer des Endlager­ behälters eingeführt und in dieser erhitzt sowie unter Vakuum entwässert werden, wobei diese Abfallfeststoffe eine Volumenredu­ zierung erfahren, daß danach in die noch unter einem Unterdruck stehende Aufnahmekammer das Verdampferkonzentrat in fließfähiger Form eingebracht wird, und daß im Anschluß daran erneut in dem Endlagerbehälter eine Erhitzung unter Vakuum durchgeführt und Konzentratwasser entfernt wird. Die Vakuumentwässerung sowie die Konzentratwasserentfernung werden soweit wie möglich und wirtschaftlich vertretbar geführt, im Bedarfsfalle auch bis zur vollständigen Trocknung. Bei der Herstellung von elektroly­ tischen Kondensatoren mit festem Elektrolyten ist es bekannt (DE-AS 11 88 206), den Kondensator vor dem Einbau in sein gas­ dichtes Gehäuse im Vakuum bei erhöhter Temperatur zu trocknen und bei etwas niedriger Temperatur mit einer isolierenden Flüssigkeit zu tränken. Im Anschluß an das Tränken findet eine erneute Erwärmung nicht statt. Im übrigen ist es bekannt ("Römpps Chemisches Wörterbuch", Stuttgart 1969, S. 384, Stw.: Imprägnierung), daß eine Imprägnierung gegen Feuer, Wasser andere Einflüsse, d. h. das Durchtränken eines porösen Stoffes mit einem geeigneten Imprägniermittel, dann besonders wirksam ist, wenn Vakuum und erhöhter Druck angewendet werden. - Die Entwicklung der Technik um die Endlagerung der vorstehend behandelten radioaktiven Abfallstoffen nahm einen anderen Weg.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt insbesondere dann zu be­ sonders eindrucksvollen Ergebnissen, wenn als wasserhaltige Abfallfeststoffe Ionenaustauscherharze eingesetzt werden. Tat­ sächlich führen Ionenaustauscherharze, wie sie üblicherweise einer Vakuumtrocknung unterworfen werden, rund 50 Gew.-% Wasser mit. Dieses Wasser kann bei dem ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr weitgehend entfernt und durch ein fließfähiges Verdampferkonzentrat ersetzt werden, so daß man insoweit eine Massenreduzierung bis zu 50% erreichen kann. Wird nach dem Einbringen erfindungsgemäß auch das Konzentratwasser mehr oder weniger vollständig entfernt, so bleiben die radioaktiven oder radioaktiv verseuchten Salze gleichsam in den Abfallfeststoffen, sie dringen auch in deren Poren ein. Als wasserent­ haltende Abfallfeststoffe können aber auch Filterkerzen, gegebenenfalls zerkleinert, eingesetzt werden. Man kommt im Ergebnis zu einer sehr beachtlichen Füllung des sogenannten Leervolumens, wenn nach der Vakuumtrocknung der Abfallstoffe mehrfach fließfähiges Verdampfer­ konzentrat eingebracht und danach das Konzentratwasser durch eine erneute Vakuumentwässerung entfernt wird. Man kommt auch dann zu einer sehr intensiven Beladung des Leervolumens mit radioaktiven oder radioaktiv verseuchten Salzen, wenn das eingangs beschriebene Verfahren mit Einfüllen der Abfallfeststoffe, Vakuumentwässerung der Abfallfeststoffe, Einbringen des fließfähigen Verdampferkonzentrates. Entfernung des Konzentratwassers durch eine weitere Vakuumentwässe­ rung mehrfach hintereinander durchgeführt wird. Es versteht sich, daß auch die Tatsache sich positiv auswirkt, daß die Abfallfeststoffe bei einer Vakuumtrocknung eine Volumenreduzierung erfahren. Auch dieses Volumen wird nämlich von den radioaktiven oder radioaktiv verseuchten Salzen ausgefüllt. Im Ergebnis erreicht man, daß die Speicherkapazität der Endlagerbehälter sehr vollständig ausgenutzt wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es, den Abfallfeststoffen vor oder nach der Entwässerung feste, gegebenenfalls zerkleinert radio­ aktive oder radioaktiv verseuchte Fremdstoffe beizumischen, die auch vorgetrocknet sein können. Insbesondere lassen sich zerkleinerte metallische Teile beimischen.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß bei einer sogenannten Vakuum­ trocknung von Abfallfeststoffen das Wasser aus den Poren der Abfall­ feststoffe entfernt wird, wobei überraschenderweise in diese Poren im weiteren Verfahren Salze eingetragen werden, da die Verdampfer­ konzentrate ausreichend fließfähig in die Aufnahmekammer des End­ lagerbehälters im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eingeführt werden. Es versteht sich, daß auch die Zwischenräume zwischen den Abfallfeststoffen von Salzen ausgefüllt werden.

Claims (5)

1. Verfahren für die Vorbereitung von radioaktiven oder radioaktiv verseuchten, wasserenthaltenden Abfallfeststoffen mit hohem Porenvolumen und radioaktiven oder radioaktiv ver­ seuchten Salzen aus konzentratwasserenthaltenden Verdampferkonzen­ traten für die gemeinsame in Endlagerbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserenthaltenden Abfall­ feststoffe in die Aufnahmekammer des Endlagerbehälters eingeführt und in dieser erhitzt sowie unter Vakuum entwässert werden, wobei diese Abfallfeststoffe eine Volumenreduzierung erfahren, daß danach in die noch unter Unterdruck stehende Aufnahmekammer das Verdampferkonzentrat in fließfähiger Form eingebracht wird und daß im Anschluß daran erneut in dem Endlagerbehälter eine Erhitzung unter Vakuum durchgeführt und Konzentratwasser entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserhaltige Abfallstoffe Ionenaustauscherharze eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserhaltige Abfallstoffe Filterkerzen, ggf. zerkleinert, eingesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach der Vakuumentwässerung der Abfallfeststoffe mehr­ fach fließfähiges Verdampferkonzentrat eingebracht und einer Vakuum­ entwässerung unterworfen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrfach hintereinander die Verfahrensschritte Ein­ bringen und Vakuumentwässerung der Abfallfeststoffe, Einbringen von Verdampferkonzentrat, Entfernung des Konzentratwassers durch erneute Vakuumentwässerung durchgeführt werden.