EP0650632B1 - Behälter zum transport und zur endlagerung von atomaren brennstäben - Google Patents

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EP0650632B1
EP0650632B1 EP93914546A EP93914546A EP0650632B1 EP 0650632 B1 EP0650632 B1 EP 0650632B1 EP 93914546 A EP93914546 A EP 93914546A EP 93914546 A EP93914546 A EP 93914546A EP 0650632 B1 EP0650632 B1 EP 0650632B1
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EP
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container
shell
fuel rods
container according
transport
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EP93914546A
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EP0650632A1 (de
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Theodor HÄRING
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Haring Ursel
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/005—Containers for solid radioactive wastes, e.g. for ultimate disposal
    • G21F5/008—Containers for fuel elements

Definitions

  • the present invention relates to a container for the transport and final storage of nuclear fuel rods.
  • Repository containers made of titanium, tungsten, nickel or similar metals are known, but these metals are not sufficiently available and are very expensive to manufacture.
  • the aim of the invention is therefore to create a container for the transport and final storage of nuclear reactor fuel rods which is inexpensive to manufacture and which has an excellent shielding effect against radioactive radiation, an extremely long life and good mechanical strength.
  • This goal is achieved with a container which is characterized by at least one shielding jacket made of cast bronze, preferably CuPb15Sn, for covering the fuel rods and at least one further shielding jacket made of sintered magnesite bricks.
  • Cast bronze is a much cheaper starting material compared to the metals mentioned. Excavations have shown that this metal has survived for around 4000 years without any damage and without material fatigue. It provides excellent shielding against the residual radiation emerging from the fuel rods.
  • the sintered magnesite stones have excellent mechanical strength over a long period of time and are resistant to high temperatures, so that a possible temperature development inside the container can be kept under control. In addition, the sintered magnesite stones also contribute to a good shielding of the radioactive radiation. It should be noted that any type of concrete coating has been deliberately avoided, because over the course of decades, concrete becomes brittle and therefore porous, so that shielding can no longer be guaranteed. In contrast, the shielding effect is retained over a long time in the solution according to the invention.
  • the container is provided with an outer casing made of stainless steel. This increases the long-term corrosion resistance of the container.
  • the container comprises an outer casing 1, seen from the outside inwards Stainless steel, an outer bronze cast jacket 2, a jacket 3 made of sintered magnesite stones and an inner bronze cast jacket 4.
  • CuPb15Sn in particular, has proven to be a suitable bronze casting alloy.
  • Atomic fuel rods 5 are stored inside the container.
  • Fig. 2 shows a further embodiment of the container according to the invention with a sequence - seen from the outside inwards - of the outer bronze cast jacket 2, the outer magnesite brick jacket 3, the inner bronze cast jacket 4 and the inner magnesite brick jacket 3 '.
  • Atomic fuel rods 5 are stored inside the container.
  • the container has a cylindrical shape and is equipped with a closure lid 10, which can also have several layers of cast bronze and / or shaped magnesite stones. Magnets 11 are embedded in the bottom 12 and in the lid 10 of the container.
  • the shape of the container and the number and sequence of the shielding jackets can be modified as desired within the scope of the invention.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Packages (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter zum Transport und zur Endlagerung von Kernreaktorebrennstäben.
  • In den letzten Jahren ist immer wieder davon die Rede, daß der Atommüll nicht richtig entsorgt wird und somit bei mangelhafter Entsorgung eine Gefahr für die Menschheit darstellt. Deutsche Wissenschaftler der Kernenergie haben große Mängel bei der Entsorgung des Atommülls erkannt und aufgezeigt, daß sich bis zum Jahre 2000 der Atommüll verdoppeln wird. Es ist eine Tatsache, daß es bisher keine zuverlässigen Endlagerbehälter gibt, sondern nur Zwischenlagerbehälter, die gestapelt in aufgelassenen Gruben untergebracht werden. Experten geben zu, daß die Behälter oftmals durch das Gewicht der Stapelung - vier bis acht Behälter übereinander - bersten, so daß eine Kontrolle durch das Personal in den Lagerhallen kaum möglich ist. Die Halbwertzeit des Atommülls beträgt einige hundert bis tausend Jahre, so daß zur Endlagerung Materialien für die Container verwendet werden müssen, die nach menschlichem Ermessen diese Zeit überdauern.
  • Es sind Endlagerbehälter aus Titan, Wolfram, Nickel oder ähnlichen Metallen bekannt, doch sind diese Metalle nicht in ausreichendem Maße vorhanden und in der Fertigung sehr kostenaufwendig.
  • Die Erfindung setzt sich daher zum Ziel, einen kostengünstig zu fertigenden Behälter zum Transport und zur Endlagerung von Kernreaktorebrennstäben zu schaffen, der eine ausgezeichnete Abschirmungswirkung gegen radioaktive Strahlung, eine extrem lange Lebensdauer und eine gute mechanische Festigkeit aufweist. Dieses Ziel wird mit einem Behälter erreicht, der sich auszeichnet durch zumindest einen Abschirmungsmantel aus Bronzeguß, vorzugsweise CuPb15Sn, zur Umhüllung der Brennstäbe und zumindest einen weiteren Abschirmungsmantel aus gesinterten Magnesitformsteinen.
  • Bronzeguß ist im Vergleich zu den genannten Metallen ein wesentlich kostengünstigeres Ausgangsmaterial. Ausgrabungen haben ergeben, daß dieses Metall bereits ca. 4000 Jahre ohne jede Beschädigung und ohne Materialermüdung überdauert. Es bietet eine ausgezeichnete Abschirmung gegenüber der aus den Brennstäben austretenden Reststrahlung. Die gesinterten Magnesitformsteine besitzen ausgezeichnete mechanische Festigkeit über lange Zeit und sind hochtemperaturbeständig, so daß auch eine mögliche Temperaturentwicklung im Inneren des Behälters unter Kontrolle gehalten werden kann. Überdies tragen die Sintermagnesitformsteine ebenfalls zu einer guten Abschirmung der radioaktiven Strahlung bei. Es ist zu beachten, daß bewußt auf jegliche Art von Betonummantelung verzichtet wurde, weil Beton im Verlauf von Jahrzehnten brüchig und damit porös wird, so daß eine Abschirmung nicht mehr gewährleistet ist. Im Gegensatz dazu bleibt bei der erfindungsgemäßen Lösung die Abschirmwirkung über lange Zeit erhalten.
  • Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß es aus der DE-A- 36 28 855 bekannt ist, zur hitzebeständigen Auskleidung von Kernkraftwerken einen Gebäudeboden aus keramischen Magnesitformsteinen vorzusehen.
  • Ferner sei erwähnt, daß in der älteren, nicht vorveröffentlichten österreichischen Patentanmeldung AT 72/92 der gleichen Anmelder ein Behälter zum Transport und zur Endlagerung von atomaren Brennstäben vorgeschlagen wird, der sich auszeichnet durch zumindest einen Abschirmungsmantel aus gesinterten Magnesitformsteinen zur Umhüllung der Brennstäbe und zumindest einen weiteren Abschirmungsmantel aus vorzugsweise feuchtem und mit Salz vermischtem Feinton.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Behälter mit einer äußeren Ummantelung aus Edelstahl versehen. Dies erhöht die Langzeitkorrosionsbeständigkeit des Behälters.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen an Hand der beigeschlossenen Zeichnungen, in denen
    • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform und
    • Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform zeigt.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 umfaßt der Behälter von außen nach innen gesehen eine äußere Ummantelung 1 aus Edelstahl, einen äußeren Bronzegußmantel 2, einen Mantel 3 aus gesinterten Magnesitformsteinen und einen inneren Bronzegußmantel 4. Als geeignete Bronzegußlegierung hat sich insbesondere CuPb15Sn erwiesen.
  • Im Inneren des Behälters werden atomare Brennstäbe 5 aufbewahrt.
  • Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters mit einer Abfolge - von außen nach innen gesehen - von äußerem Bronzegußmantel 2, äußerem Magnesitformsteinmantel 3, innerem Bronzegußmantel 4 und innerem Magnesitformsteinmantel 3'. Im Inneren des Behälters sind atomare Brennstäbe 5 aufbewahrt.
  • Der Behälter besitzt Zylinderform und ist mit einem Verschlußdeckel 10 ausgestattet, der ebenfalls mehrere Lagen Bronzeguß und/oder Magnesitformsteine aufweisen kann. Im Boden 12 und im Deckel 10 des Behälters sind Magnete 11 eingebettet.
  • Die Form des Behälters und die Anzahl und Abfolge der Abschirmungsmäntel kann im Rahmen der Erfindung beliebig abgewandelt werden.

Claims (6)

  1. Behälter zum Transport und zur Endlagerung von Kernreaktorebrennstäben, gekennzeichnet durch zumindest einen Abschirmungsmantel (2, 4) aus Bronzeguß, vorzugsweise CuPb15Sn, zur Umhüllung der Brennstäbe (5) und zumindest einen weiteren Abschirmungsmantel (3, 3') aus gesinterten Magnesitformsteinen.
  2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer äußeren Ummantelung (1) aus Edelstahl versehen ist.
  3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von außen nach innen gesehen eine Edelstahlummantelung (1), ein äußerer Bronzegußmantel (2), ein Magnesitformsteinmantel (3) und ein innerer Bronzegußmantel (4) aufeinanderfolgen.
  4. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von außen nach innen gesehen ein äußerer Bronzegußmantel (2), ein äußerer Magnesitformsteinmantel (3), ein innerer Bronzegußmantel (4) und ein innerer Magnesitformsteinmantel (3') aufeinanderfolgen.
  5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er Zylinderform besitzt und mit einem mehrlagigen Verschlußdeckel (10) ausgestattet ist.
  6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem Boden (12) und seinem Deckel (10) Magnete (11) eingebettet sind.
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