DE8008717U1

DE8008717U1 - CONTAINER FOR TRANSPORT AND / OR STORAGE OF RADIOACTIVE SUBSTANCES

Info

Publication number: DE8008717U1
Application number: DE19808008717
Authority: DE
Original assignee: Transnuklear 6450 Hanau De GmbH
Current assignee: Transnuklear 6450 Hanau De GmbH
Priority date: 1980-03-29
Filing date: 1980-03-29
Publication date: 1984-04-05

Description

Behälter zum Transport und/oder Lagerung radioaktiver Stoffe.Containers for transport and / or storage radioactive substances.

Die Erfindung betrifft einen Behälter zum Transport und/oder
Lagerung radioaktiver Stoffe, die γ- und η-Strahlung aussenden und nennenswerte Nachwärme erzeugen, bestehend ausThe invention relates to a container for transport and / or
Storage of radioactive substances that emit γ and η radiation and generate significant residual heat, consisting of

einem Behälterkörper mit Abschirmfunktion für γ - und n- )a container body with a shielding function for γ - and n-)

Strahlung und einer inneren Auskleidung. |Radiation and an inner lining. |

Behälter, die zum Transport und/oder Lagerung abgebrannter gContainers used for the transport and / or storage of spent g

Brennelemente eingesetzt werden, müssen die Radioaktivität |Fuel elements must be used, the radioactivity |

des eingebrachten Gutes sicher einschließen und in strengen |of the goods brought in safely and in strict |

Tests nachweisen, daß dies auch bei extremen Unfallsituati- |Tests prove that this also occurs in extreme accident situations

onen gewährleistet ist. Gleichzeitig müssen sie aber auch i|onen is guaranteed. At the same time, however, they must also i |

die bei den radioaktiven Zerfallsreaktionen freiwerdenden ■those released during the radioactive decay reactions ■

Gamma- und Neutronenstrahlen abschirmen und die Zerfalls- f_f Shield gamma and neutron rays and the decay f _f

wärme nach außen ableiten. Die Abschirmfunktion muß auch : nach Unfallbeanspruchung weitgehend erhalten bleiben.dissipate heat to the outside. The shielding function must also: remain largely intact after exposure to an accident.

Bekannte Abschirmbehälter bestehen meist aus einem metallischen Grundbehälter mit der erforderlichen mechanischenKnown shielded containers usually consist of a metallic basic container with the necessary mechanical

Festigkeit und der zur Abschirmung der Gammastrahlen er- |Strength and that of shielding gamma rays

forderlichen Wandstärke, gewöhnlich aus Stahl oder einer f;required wall thickness, usually made of steel or a f;

Kombination aus Blei und Stahl, und einer äußeren Schale \ Combination of lead and steel, and an outer shell \

aus Neutronenabschirmmaterial, meist organische Stoffe mit |made of neutron shielding material, mostly organic substances with |

hohem Wasserstoffanteil oder in Form eines Wassermantels. Ihigh hydrogen content or in the form of a water jacket. I.

Nachteilig bei diesen Konstruktionen ist, daß schon leichte % The disadvantage of these constructions is that even slight %

Kollisionen des Behälters, wie sie auch beim routinemäßigen ξCollisions of the container, as they are with the routine ξ

Betrieb vorkommen können, zur Beschädigung der Neutronen- |Operation can occur, damaging the neutron |

abschirmung führen können und danach eine aufwendige |shielding and then a complex |

■- -2-■ - -2-

Reparatur des gesamten Behälters erforderlich machen. Bei einem schweren Unfall, charakterisiert durch hohe Stoßkräfte und Feuereinwirkung, kann diese Neutronenabschirmung völlig versagen und die Dosisleistung in der Umgebung des Behälters sich erhöhen.Require repairs to the entire container. In the event of a serious accident, characterized by high impact forces and exposure to fire, this neutron shielding can fail completely and reduce the dose rate in the vicinity of the Increase in the tank.

Während die metallische v» -Abschirmungswand erfahrungsgemäß bei schweren Unfällen erhalten bleibt, versagt die außenliegende Neutronenabschirmung infolge der mechanischen und thermischen Einwirkungen, mit der Folge eines entsprechenden Anstiegs der Neutronen-Dosisbelastung der Umgebung. While experience has shown that the metallic v »shielding wall remains in place in the event of severe accidents, the external neutron shielding fails due to the mechanical and thermal effects, with the consequence of a corresponding increase in the neutron dose load of the environment.

Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behälter zum Transport und/oder Lagerung radioaktiver Stoffe, insbesondere für bestrahlte Kernbrennstoffelemente und hochaktiven Abfall, zu schaffen, bestehend aus einem Grundkörper mit Abschirmfunktion für y> - und η-Strahlung und einer inneren Auskleidung aus korrosionsbeständigem Material der eine weitere, gegen die Einwirkung von äußeren Unfällen beständige η-Abschirmung aufweist, um bei Verlust der äußerenIt was therefore the object of the present invention to provide a container for the transport and / or storage of radioactive substances, in particular for irradiated nuclear fuel elements and highly active waste, to be created, consisting of a base body with shielding function for y> and η radiation and one inner lining made of corrosion-resistant material and another, resistant to the effects of external accidents Has η-shielding in case of loss of the outer

η-Abschirmung noch ausreichende Abschirmwirkung aufrechtzuerhalten. Diese zusätzliche Abschirmung sollte aber die Ableitung der Zerfallswärme aus dem Behälterinnenraum nicht behindern.η shielding to maintain sufficient shielding effect. However, this additional shielding should not allow the heat of decay to be dissipated from the interior of the container hinder.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich eine η-Abschirmung in Form eines Materials auf Grafitbasis zwischen der inneren Auskleidung und dem Grundkörper angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that additionally an η-shielding in the form of a graphite-based material between the inner lining and the Base body is arranged.

Durch die erfindungsgemäße Lage der zusätzlichen η-Abschirmung innerhalb des massiven Grundkörpers ist ein bestmöglicher Schutz vor mechanischen und thermischen Beschädigungen gewährleistet. Die erfindungsgemäße Verwen-Due to the position of the additional η shielding according to the invention The best possible protection against mechanical and thermal damage is within the solid base body guaranteed. The use according to the invention

ι ιι ι

dung von Grafit erwirkt mit seiner moderierenden Eigenschaft eine zusätzliche η-Abschirmung und erfüllt gleichzeitig die Anforderung guter Wärmeleitfähigkeit. Weiterhin ist eine hervorragende Beständigkeit bei erhöhten Temperaturen, wie sie im Normalbetrieb des Behälters und Insbesondere bei der Einwirkung eines Unfallfeuers vorliegen, gegeben.The use of graphite, with its moderating property, provides additional η shielding and fulfills at the same time the requirement of good thermal conductivity. Furthermore, it has excellent resistance to increased Temperatures such as those in normal operation of the container and in particular when exposed to an accident fire present, given.

Die n-Abschirmschlchten an der Außenseite des Grundkörpers und die erfindungsgemäße innere η-Abschirmung können so ι dimensioniert werden, daß je nach Erfordernis die innere oder äußere Abschirmschicht den überwiegenden Beitrag zur Abschirmung gegen Neutronenstrahlen unter normalen Betriebsbedingungen liefert. In den Abb. I, II und III ist die Erfindung schematisch und beispielhaft näher erläutert. Der Transport- und/oder Lagerbehälter besteht aus einem Grundkörper (1), beispielsweise aus Stahl, an dem in an sich bekannter Weise Kühlrippen (2) und eine äußere n-Abschirmung (3) angeordnet sind. Der Innenraum (4) des Behälters zur Aufnahme des radioaktiven Materials wird gebildet von der inneren Auskleidung (5) aus korrosionsbeständigem Material, beispielsweise Edelstahl, und einem Abschirmdeckel (6), der an seiner Außenseite ebenfalls n-Abschirmmaterial (3) trägt. Die Deckelzone ist durch eine Schutzhaube (7) gegen mechanische und thermische Einwirkungen geschützt.The n-shielding tubes on the outside of the base body and the inner η shielding according to the invention can be dimensioned so that, depending on requirements, the inner or outer shielding layer, the predominant contribution to shielding against neutron rays under normal Operating conditions supplies. In Figs. I, II and III the invention is explained in more detail schematically and by way of example. The transport and / or storage container consists of a base body (1), for example made of steel which in a known manner cooling fins (2) and an outer n-shield (3) are arranged. The interior (4) The container for holding the radioactive material is formed by the inner lining (5) made of corrosion-resistant Material, for example stainless steel, and a shielding cover (6), which is also on its outside n-shielding material (3) carries. The cover zone is protected against mechanical and thermal effects by a protective hood (7) protected.

Im Ringspalt zwischen der Auskleidung (5) und dem Grundkörper (1) ist zusätzlich eine n-Abschirmungsschlcht (8) aus einem Material auf Grafitbasis als weitere Neutronenabschirmung angeordnet.In the annular gap between the lining (5) and the base body (1) there is also an n-shielding slot (8) made of a graphite-based material arranged as a further neutron shield.

Diese Abschirmungsschicht (8) auf Grafitbasis besteht vorzugsweise aus einer Mischung aus Grafitpulver und einem erhärtenden Bindemittel, wie beispielsweise Wasserglas oder vor allem einem Gießharz.This shielding layer (8) is preferably based on graphite from a mixture of graphite powder and a hardening binder such as water glass or above all a casting resin.

Ψ —7 Ψ -7

rf ι ι 1 j ι J ι ■ ι > , ■- ftf· -rf ι ι 1 j ι J ι ■ ι> , ■ - ftf · -

Dieses Gemisch kann entweder als solches in den Ring-This mixture can either be used as such in the ring

) spalt zwischen Grundkörper (1) und innerer Auskleidung ) gap between the base body (1) and the inner lining

(5) eingebracht und ausgehärtet werden, oder es können(5) be introduced and cured, or it can

% vorteilhafterweise vorgefertigte Grafitformstücken (9), % advantageously prefabricated graphite fittings (9),

j. ζ. B. in der Art von Verbundpflaster, die den Spaltdi-j. ζ. B. in the type of composite pavement, which the gap

$ mensionen angepaßt sind, eingesetzt werden. Dabei können $ Mensions are adapted to be used. Here you can

£ diese Formstücke auch mit einem metallischen Mantel (10), £ these fittings also with a metallic jacket (10),

§ vorzugsweise aus neutronenabsorbierendem Material, um-§ preferably made of neutron absorbing material to

kleidet werden. Auch ist es möglich, eine stampffähige Grafitmasse in den Ringspalt einzupressen.to be dressed. It is also possible to use a stampable Press graphite mass into the annular gap.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, durch Beimischung von Neutronengiften zu der Grafitmasse, vorzugsweise Bor in Form von B^C-Pulver, die Einfangrate für Neutronen zu verbessern. Weiterhin ist es vorteilhaft, die innere Auskleidung (5) mit dem Grundkörper (1) durch Zuganker (11) zu verbinden.It has proven to be particularly advantageous, by adding neutron poisons to the graphite mass, preferably boron in the form of B ^ C powder, the capture rate for neutrons to improve. It is also advantageous to combine the inner lining (5) with the base body (1) to be connected by tie rods (11).

Die Funktion der inneren Auskleidung (5) kann in speziellen Fällen besonders vorteilhaft von den die Grafitformstücke (9) umkleideten metallischen Mänteln (10) übernommen werden. Die separate innere Auskleidung (5) kann dann teilweise oder völlig entfallen. Die Grafitformstücke (9) sind dann besonders günstig an der Innenseite des Grundkörpers (1) befestigt, beispielsweise durch Führungsschienen (12). Jedoch erfüllen auch andere Befestigungsarten, wie z. B. Schwalbenschwanzführungen (13) im Grundkörper (1) oder Befestigungen, z.B. auf einem Blech (14), den gleichen Zweck.The function of the inner lining (5) can in special cases be particularly advantageous from that of the shaped graphite pieces (9) encased metallic coats (10) are taken over. The separate inner lining (5) can then partially or completely omitted. The shaped graphite pieces (9) are then particularly favorable on the inside of the base body (1) attached, for example by guide rails (12). However, other types of fastening also such as B. dovetail guides (13) in the base body (1) or fastenings, e.g. on a sheet metal (14), serve the same purpose.

Die Abschirmschicht (8) kann durch Auswechseln unterschiedlich dicker Grafitformstücke (9) leicht den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.The shielding layer (8) can easily be adapted to the respective requirements by exchanging graphite shaped pieces (9) of different thicknesses be adjusted.

18.03.80
Kl/Han03/18/80
Kl / Han

Claims

80 146 KT TRANSNUKLEAR GmbH 6450 Hanau 11 claims

1. Container for the transport and / or storage of radioactive substances, in particular irradiated nuclear fuel elements and highly active waste, consisting of a base body with a shielding function for y »- and n radiation and an inner lining made of corrosion-resistant material, characterized in that an η- Shielding layer (8) in the form of a graphite-based material is arranged between the inner lining (5) and the base body (1).

2. Container according to claim 1, characterized in that the material consists of a hardening mixture of graphite powder and a binder.

3. Container according to claim 1 and 2, characterized in that the material consists of a hardening mixture of graphite powder and casting resin.

4. Container according to claim 1 to 3 » characterized in that the shielding consists of graphite fittings (9).

5. Container according to Claims 1 to 4, characterized in that the graphite shaped pieces (9) are covered with a metallic jacket (10).

■ I ·

6. Container according to claim 1 to 5, characterized in that the metallic jacket (10) simultaneously represents the inner lining (5).

7. Container according to claim 1 to 6, characterized in that the graphite shaped pieces (9) on the inside of the
Base body (1) are attached.

8. Container according to claim 1 to 7, characterized in that the graphite material is additionally admixed with neutronenabsorbierenaes material.

9. Container according to claim 1 to 8, characterized in that the admixed neutron-absorbing material
Boron carbide powder is.

10. Container according to claim 1 to 9, characterized in that the inner lining (5) with the base body (1)
is attached by tie rods (11).