DE9200298U1

DE9200298U1 - Behälter

Info

Publication number: DE9200298U1
Application number: DE9200298U
Authority: DE
Original assignee: British Nuclear Fuels PLC
Current assignee: Sellafield Ltd
Priority date: 1991-11-02
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1992-03-26
Anticipated expiration: 2002-01-14
Also published as: JPH0542174U; JP2550978Y2; ES1021264U; CA2058552A1; ES1021264Y; US5180542A; GB9123282D0

Description

SCHWABE · SANDMAIR · MARX

PATENTANWÄLTE STUNTZSTRASSE 16 ■ bOOO MÜNCHEN 80

Anwaltsakte 38 457 VII

Behälter

BESCHREIBUNG

Diese Erfindung betrifft einen Behälter und insbesondere einen Behälter für ein Material, das mit einer toxischen Substanz oder mit einem Radionuklid kontaminiert ist.

In der Kernindustrie kann Material, wie mechanische Komponenten, Gummihandschuhe, oder Flüssigkeiten, wie Öle, mit Radionukliden kontaminiert werden, beispielsweise Iod 129, Uran, Radium 226 und Thorium 232. Es ist normale Praxis, solches Material in geeignete Behälter zu stecken und nachfolgend die Behälter in speziell ausgebildeten Gewölben oder abgedichteten Lagerräumen zu lagern. Um einen wirksameren Gebrauch von dem Raum in den Gewölben oder abgedichteten Lagerräumen zu machen, ist ein hochgradiges Packen des kontaminierten Materials erwünscht.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist in einem Behälter für Material, das mit mindestens einem toxi-

"B (089) 4707064 Fax: Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270)

Telex: 524 560 Swan d ,'08C) 4 70 7120 Hypo-Bank München 4 410122850 (BLZ 70020001)

(C&egr;&egr;) 4 706417 Deutsche Bank München 3 743 440 (BLZ 700 70010)

Postgiro München 65343-808 (BLZ 70010080)

sehen Material oder Radionuklid kontaminiert ist, ein hochabsorbierendes, zementartiges Material zum Absorbieren der Flüssigkeit im Behälter vorgesehen.

Der Behälter kann dazu eingerichtet sein, kompaktierte Behältnisse aufzunehmen, die das kontaminierte Material enthalten, und die Flüssigkeit kann eine Leckflüssigkeit aus dem kompaktierten Behältnissen sein.

Bevorzugt weist das zementartige Material einen Hohlraumanteil von mindestens 40 Vol.-% auf.

Erwünschterweise umfaßt das zementartige Material Zement, der über einen Anteil von 25% hinaus hydriert ist.

Die Wasserabsorptionsfähigkeit des zementartigen Materials hängt unter anderem von der inneren Porosität des Materials ab. Somit ist es zum Erzeugen eines zementartigen Materials, das eine verhältnismäßig hohe Absorptionsfähigkeit aufweist, erforderlich, bei seiner Herstellung einen hohen Wasseranteil zu benutzen. Während das maximale Wasser/Zement-Verhältnis, das unter Benutzung eines Systems mit niedriger Scherung erreicht werden kann, etwa 0,45 beträgt, kann ein Wasser/Feststoff-Verhältnis von bis zu 1,5/1 durch den Zusatz eines geeigneten Tons, zum Beispiel Bentonit-Tons, erreicht werden. Wenn ein solches Ton/Zement/Wasser-Gemisch erwärmt wird, um das Kapillarwasser auszutreiben, ohne irgendwelchen hydrierten Zement bis zu einem wesentlichen Ausmaß zu dehydrieren, kann eine innere Porosität von bis zu 75 Vol.-% erreicht werden. Vorausgesetzt, daß der Zement über einen Anteil von 25% hinaus hydriert ist, sollte das Verhältnis des hydrierten zu unhydriertem Zement kurzfristig nur geringen Einfluß auf die Absorptionsfähigkeit des getrockneten, zementartigen Materials aufweisen,

wobei von der Annahme ausgegangen wird, daß das Wasser im sich setzenden Zementmaterial gleichmäßig verteilt ist.

Die Erfindung wird nun noch näher nur beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 eine seitliche Schnittdarstellung eines Behälters für Kernabfallmaterial zeigt und

Fig. 2 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1 zeigt.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 1 und 2 genommen; ein Teil eines Behälters 10 ist gezeigt, wobei der Behälter 10 rechteckigen Grundriß aufweist und einen Boden 12 sowie Seitenwände 14, 16 aufweist. Gekreuzte Schienen 18, die eine Gitterstruktur bilden, sind am Boden 12 angeordnet und legen rechteckige Aussparungen 19 fest, in denen ein hochabsorbierendes, zementartiges Material 20 angeordnet ist, um jegliche Flüssigkeit zu absorbieren, beispielsweise Sickerflüssigkeit aus kompaktierten Schachteln 22 (gestrichelt gezeigt). Die kompaktierten Schachteln 22 enthalten Material und Gegenstände (nicht gezeigt), die mit Radionukliden kontaminiert sind, für die nachfolgende Lagerung in Gewölben oder abgedichteten Lagerräumen. Durch Kompaktieren der Schachteln 22 kann eine hohe Packungsdichte erreicht werden, um den wirksamsten Gebrauch des Räumens im Inneren des Gewölbes oder des abgeschirmten Lagerraumes zu machen. Der Raum zwischen den komptaktierten Schachteln 22 im Inneren des Behälters 10 ist mit einem bekannten, zementartigen Vergußmörtel (nicht gezeigt) gefüllt - siehe beispielsweise GB-A-2 196 548 - , und der Behälter 10 ist mit einem Deckel (nicht gezeigt) abgedeckt.

Das zementartige Material 20 umfaßt OPC (offenporigen Zement) mit einem Zusatz von Ton, wie etwa Natriumbentonit, und liefert eine Flüssigkeits-Absorptionsfähigkeit von etwa 75 Vol.-%. Der bevorzugte Natriumbentonit-Ton wird unter den Handelsnamen "Volclay" und "Steebent" verkauft. Der Natriumbentonit-Ton "Volclay" (Tiefbauqualität) wird verkauft durch: Volclay Limited, Wallasey, Merseyside, England. Der Natriumbentonit-Ton "Steebent" (Tiefbauqualität) wird durch Steetley Minerals Limited, Woburn Road, Woburn Sands, Milton Keynes, England, verkauft.

Beispiele eines Ansatzes für geeignetes zementartiges Material 20 sind folgende:

BEISPIEL I

Eine hydrierte Tontrübe wurde dadurch hergestellt, daß man Volclay-Natriumbentonit-Ton Wasser zugesetzt hat, um eine Lösung von 5 Gew.-% herzustellen, und die hydrierte Tontrübe ließ man dann 24 Stunden stehen.

Eine Portland-Zementtrübe wurde in Chargen hergestellt, wobei man ein Wasser/Zement-Verhältnis von etwa 0,45 verwendete, und zwar in einer Mischanlage mit niedriger Scherung und etwa 15 Minuten lang. Die Zementtrübe wurde dann mit der hydrierten Tontrübe vermischt und in einem Mischer für eine weitere ganze Stunde hoher Scherung unterzogen. Die Menge hydrierter Tontrübe wurde so eingestellt, daß das resultierende Gemisch ein Wasser/Feststoff-Verhältnis von etwa 1,5/1 aufwies. Das Gemisch wurde in Formen gegossen und 24 Stunden bei Umgebungstemperatur stehengelassen. Das Gemisch wurde dann aus den Formen als Einzelblöcke von 130 &khgr; 180 &khgr; 250 mm entfernt und in einen Ofen zum Trocknen bei einer Temperatur von zwischen 50°C und 100°C für eine Dauer von zwischen 5 und 6 Tagen gesetzt. Nach dem Trocknen hat

man die Blöcke auf Umgebungstemperatur abkühlen lassen und dann in luftdichten, geschlossenen Verpackungen gelagert, bis sie im Behälter 10 erforderlich wurden. Die zementartigen Blöcke wiesen eine Flüssigkeits-Absorptionsfähigkeit von etwa 75 Vol.-% auf.

BEISPIEL II

Das Beispiel I wurde wiederholt, aber mit einer hydrierten Tontrübe, die unter Verwendung einer 6-gew.-%igen Lösung aus Steebent-Natriumbentonit-Ton hergestellt wurde. In anderer Hinsicht war das Beispiel II dasselbe wie das Beispiel I. Die zementartigen Blöcke hatten eine Flüssigkeits-Absorptionsfähigkeit von etwa 70 Vol.-%.

Als eine Alternative können in den Beispielen I und II die Blöcke vor dem Trocknen zu einem Granulat in einer Größe von beispielsweise zwischen 5 und 70 mm gebrochen werden, und das Granulat kann nachfolgend im Ofen getrocknet werden. Das getrocknete Granulat kann in den Aussparungen 19 anstelle der Blöcke der Beispiele I und II verwendet werden.

Es wird in Betracht gezogen, daß die hohe Porosität der zementartigen Gemische der Beispiele I und II in hohem Ausmaß auf die physikalischen Eigenschaften des Tons zurückzuführen ist.

Die Bezugnahme auf Wasser/Zement-Verhältnisse und Wasser/-Feststoff-Verhältnisse hier betrifft das Volumen des Wassers (Liter) und das Gewicht des Zements oder der Feststoffe (Gramm).

Insgesamt weist ein Behälter 10 für Material, das mit einer toxischen Substanz oder einem Radionuklid kontaminiert ist,

einen Boden 12 mit Aussparungen 19 auf. Ein hoch-absorbierendes zementartiges Material 20 ist in den Aussparungen 19 angeordnet, um jegliche Flüssigkeit im Behälter 10 zu absorbieren. Das zementartige Material 20 wird hergestellt durch Zusammenmischen einer Natriumbentonit-Tontrübe und einer Zementtrübe mit einem Wasser/Feststoff-Verhältnis von etwa 1,5/1. Nachfolgendes Erhitzen des Gemisches entfernt das kapillare Wasser, ohne irgendeinen hydrierten Zement im wesentlichen zu dehydrieren.

Claims

SCHWABE · SANDMAIR · MARX PATENTANWÄLTE STUNTZSTRASSE 16 · faOOO MÜNCHEN 80 SCHUTZANSPRÜCHE

1. Behälter für Material, das mit mindestens einem toxischen Material oder Radionuklid kontaminiert ist, gekennzeichnet durch hoch-absorbierende, zementartige Materialien (20) zum Absorbieren der Flüssigkeit im Behälter (10).

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das zementartige Material (20) einen Hohlraumanteil von zwischen 40 Vol.-% und 75 Vol.-% aufweist.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das zementartige Material (20) Zement umfaßt, der bis über 25% hiervon hydriert ist.

4. Behälter nach jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (10) einen Boden (12) aufweist, und daß kreuzartig angeordnete Teile (18) am Boden (12) mehrere Aussparungen (19) festlegen, in denen das zementartige Material (20) angeordnet ist.

5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das zementartige Material (20) Blöcke hieraus umfaßt, die in den jeweiligen Aussparungen (19) angeordnet sind.

Φ (089) 4707064 Fax: Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700202 70)

Telex: 524560 Swan d (U89) 4707*20 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020001)

(099) 4706417 Deutsche Bank München 3743440(BLZ 700 70010)

Postgiro München 65343-808 (BLZ 70010080)

6. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das zementartige Material (20) ein Granulat hiervon umfaßt, wobei das Granulat eine Größe von zwischen 5 mm und 70 mm aufweist.

7. Verwendung des Behälters nach jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man den Behälter (10) mit kompaktierten Behältnissen (22) füllt, die kontaminiertes Material so enthalten, daß die Flüssigkeit jede Leckageflüssigkeit aus den kompaktierten Behältnissen (22) umfaßt, und den.Raum im Behälter (10) zwischen den komptaktierten Behältnissen (22) mit einer zementartigen Vergußmasse ausfüllt.