FI82155C - Foervaringskomplex foer lagring av radioaktivt material i bergsformationer. - Google Patents

Description

Varastokompleksi radioaktiivisen materiaalin varastoimiseksi kalliomuodostelmissa 1 82155 Tämä keksintö koskee varastokompleksia radioaktiivisen materiaalin varastoimiseksi kalliomuodostelmissa ja erityisesti varastokompleksia, joka on tarkoitettu ydinreaktoreista saadun käytetyn ydinpolttoaineen ja sellaisen radioaktiivisen jätteen pitkäaikaiseen varastointiin, jollaista saadaan käsiteltäessä käytettyjä ydinpolttoaineita.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan radioaktiivisen materiaalin varastokompleksi kalliomuodostelmiin, joissa edellä mainittua ydinjätemateriaalia voidaan varastoida erittäin pitkiä ajanjaksoja saastuttamatta pohjavettä.

Ydinreaktorin polttoaine-elementit on poistettava, kun annettu ajanjakso on kulunut ja korvattava tuoreella polttoaineella. Käytetty polttoaine sisältää uraania, plutoniumia ja fissiotuotteita. Uraani ja plutonium voidaan ottaa talteen käsittelemällä käytettyä polttoainetta ja käyttää sitten uudelleen. Nykyisellä käsittelytekniikalla ei kuitenkaan ole mahdollista ottaa talteen kaikkea läsnä olevaa uraania ja plutoniumia ja tästä johtuen käsittelyprosessista jää jäte, joka yhdessä fissiotuotteiden suuren lukumäärän kanssa sisältää myös pieniä määriä uraania yhdessä plutoniumin ja muiden transuraanisten alkuaineiden kanssa. Suurin osa jätetuot-teista on erittäin radioaktiivista ja hajoaa ja muuttuu vähitellen stabiileiksi perusaineiksi. Hajoamisprosessin aikana jätetuotteista lähtee eri säteilymuotoja. Hajoamisnopeus vaihtelee suuresti eri jätetuotteilla, esimerkiksi joistakin sekunnin osista miljooniin vuosiin. Esimerkiksi plutonium-242:n puoliintumisaika on 380 000 vuotta. Koska voimakas radioaktiivinen säteily on vaarallista eläville organismeille, on välttämätöntä varastoida erittäin aktiivista jätettä erittäin pitkiä ajanjaksoja (tuhansia vuosia) sillä tavoin, että jäte eristetään elävästä aineesta.

2 82155 Jätteen käsittelyprosessissa jäte eristetään vesiliuoksen muodossa, joka on väkevöity mahdollisimman suuressa määrin. Tämä liuos ei kuitenkaan sovellu lopullisiin varastointitar-koituksiin ja sen jälkeen, kun liuos on jätetty jäähtymään sopivan pitkäksi ajaksi, se muutetaan tämän vuoksi kiinteään muotoon. Lasittamista pidetään parhaana tapana muuttaa jäteliuos kiinteään muotoon. Tässä prosessissa jäte haihdutetaan ja kalsinoidaan ja kuumennetaan sitten sopivaan lämpötilaan lisäten lasia muodostavia aineita. Tuloksena oleva lasisulate kaadetaan säiliöihin, jotka on sitten asetettava sopivaan varastointipaikkaan.

On ehdotettu, että kiinteäksi muutettu erittäin aktiivinen jätemateriaali varastoidaan lopullisesti kallioluoliin, jotka sijaitsevat suurissa syvyyksissä peruskalliomuodostel-missa. Eräs tällainen ehdotettu varastokompleksi käsittää jätteen vastaanottomakasiinin, joka sijaitsee maanpinnan tasolla. Vastaanottomakasiinista on porattu pystysuora siirto-tunneli suureen syvyyteen peruskalliomuodostelmaan, kun taas pystysuoran tunnelin alimmasta osasta on muodostettu vaakasuora siirtotunneli, jonka pohjalle on porattu useita pystysuoraan kulkevia reikiä. Jätesäiliöt siirretään tunnelien läpi automaattisilla siirtokoneilla ja työnnetään tulppina reikiin, jotka kulkevat pystysuorassa vaakasuoran tunnelin pohjalta alaspäin. Kun reiät ovat täyttyneet jätesäiliöistä, reikien suut suljetaan esimerkiksi betonilla.

Tällainen varastokompleksi suojaa tehokkaasti radioaktiiviselta säteilyltä. Peruskalliopohja ei kuitenkaan koostu homogeenisesta materiaalista, vaan siinä on normaalisti halkeamia ja rakoja ja se on usein altis johtamaan pohjavettä lävitseen. Kallio voi myös joutua muodonmuutosvoimien alaiseksi esimerkiksi maanjäristyksen seurauksena. Ei voida myöskään sulkea pois vaaraa, että muodonmuutoksia tapahtuu erittäin pitkien ajanjaksojen kuluessa. Edellä kuvatun kaltaisessa varastokompleksissa tällaiset kallioperässä tai peruskallio-muodostelmassa tapahtuvat muodonmuutokset voivat johtaa jäte-säiliöiden rikkoutumiseen. Sitäpaitsi on olemassa vaara, 3 82155 että pohjavesi pääsee kosketukseen radioaktiivisen jätteen kanssa ja levittää sen mukana radioaktiivisia aineita hallitsemattomalla tavalla. Radioaktiivinen jäte synnyttää myös lämpöä aiheuttaen lämpövirtoja pohjaveteen. Radioaktiivinen säteily voi johtaa myös säteilyn kanssa kosketuksessa olevan materiaalin kemialliseen hajoamiseen, niin sanottuun radio-lyysiin. Radiolyysi merkitsee, että ympäröivä vesi saa paljon suuremman happipitoisuuden kuin normaali vesi ja siitä tulee erittäin syövyttävä. Tämä saattaa kapselit, joihin radioaktiivinen jäte on koteloitu, alttiiksi korroosiovaa-roille, mikä saattaa johtaa kapselien ruostumiseen siinä määrin, että jäte joutuu suoraan kosketukseen pohjaveden kanssa.

Laitoksia ja komplekseja radioaktiivisen materiaalin varastoimiseksi tunnetaan patenteista SE-C-7613996-3; SE-C-7707639-6; SE-C-7700552-8 ja SE-C-7702310-9. Radioaktiivista materiaalia voidaan varastoida näissä patenteissa kuvatuissa laitoksissa pitkiä ajanjaksoja veden tunkeutumatta laitoksiin.

Tunnetun tekniikan mukaisiin varastolaitoksiin kuuluu kiinteää materiaalia oleva ontto runko, jonka sisäosa muodostaa radioaktiivisen materiaalin varastotilan. Ontto runko on sijoitettu kallionsisäiseen onkaloon, jonka mitat ovat suuremmat kuin onton rungon mitat, sanotun rungon ulkopintojen ja onkalon sivujen väliin saadaan liikkumisvaraa. Onton rungon ja sisäonkalon sivujen välinen tila on täytetty plastisesta muotoaan muuttavalla materiaalilla. Kallioon sisäonkalon ulkopuolelle on järjestetty ulko-onkalo, joka ympäröi sisä-onkaloa sen kaikilta puolilta ja joka on myös täytetty plastisesta muotoaan muuttavalla materiaalilla.

Ontto runko on sopivasti tehty betonista ja sillä on ellip-soidin tai pallon muoto. Tällä tavoin ontto runko on tehty riittävän vahvaksi kestämään ulkoisten paineiden vaikutuksen.

Plastisesti muotoaan muuttava materiaali, joka myös paisuu vedessä ja joka ympäröi onttoa runkoa ja täyttää ulko-onkalon, 4 82155 koostuu sopivasti savesta tai bentoniitista. Savi on erityisen sopivaa tähän tarkoitukseen, sillä se kykenee sitomaan radioaktiivisia fissiotuotteita ioninvaihtoreaktioilla ja läpäisee vain hieman vettä. Plastisuutensa seurauksena savi kykenee myös muuttamaan muotoaan halkeilematta.

Onton rungon ulkopinnat on varustettu lämpöä eristävän materiaalin kerroksella ja sanottuun kerrokseen voi olla järjestetty jäähdytysainetta kierrättäviä kanavia. Sisäonkalon ulkoseinämät voivat myös olla varustetut samanlaisella lämpöä eristävällä kerroksella.

Onton rungon sisäosa on sopivasti jaettu useisiin päällekkäisiin kammioihin vaakasuorilla väliseinillä, jotka kammiot on varustettu aukoilla, joiden läpi radioaktiivista materiaalia voidaan työntää niiden sisään. Tämä tekee mahdolliseksi käyttää onton rungon tila tehokkaammin ja helpottaa radioaktiivisen materiaalin syöttöä sanottuun runkoon ja poistoa siitä.

Kalliomassaan ensimmäisen ja toisen onkalon väliin on valinnaisesti sijoitettu kuilu tai pitkittäisperä, johon mahtuvat tarkkailuinstrumentit, esim. instrumentit, joilla mitataan kosteutta, lämpötilaa ja radioaktiivista säteilyä.

Ulko-onkalon pohja viettää sopivasti kartiomaisesti alaspäin. Tämä helpottaa saven tai muun vedessä paisuvan joustavan materiaalin syöttöä ja tiivistämistä ulko-onkalon pohjalle.

Sisä- ja ulko-onkaloiden välissä oleva kalliomassa tulee kokonaan upotetuksi vedessä paisuvaan, joustavaan materiaaliin. Tämä materiaali voi olla riittävän kuormitusta kestävä estämään kiveä vajoamasta siihen, vaikka jotta paremmin taattaisiin, ettei kivi vajoa sanottuun materiaaliin, voi olla sopivaa stabiloida sanottu materiaali lisäämällä siihen sopivaa stabilisaattoria kivimassan alla olevalle alueelle.

Huolimatta tällaisten laitosten ja varastokompleksien tehokkuudesta on kuitenkin olemassa suuremman turvallisuuden tarve

II

5 82155 mitä tulee veden virtauksen vähentämiseen niiden läpi ja tämän yhteydessä mitä tulee pohjaveden saastutusvaaran minimointiin.

Yllättäen on havaittu mahdolliseksi täyttää nämä vaatimukset tämän keksinnön mukaisen varastokompleksin avulla ja laskelmat ovat osoittaneet, että tällainen laitos tai varasto-kompleksi kykenee estämään radioaktiivisen materiaalin ja biosfäärin välisen kosketuksen. Riippuen annetun suojamate-riaalin valinnasta voidaan odottaa 6-2000 miljoonan vuoden turvallista varastointiaikaa, jota on pidettävä riittävänä radioaktiivisen materiaalin turvallisen lopullisen varastoinnin takaamiseksi.

Tämän keksinnön mukainen laitos radioaktiivisen materiaalin varastoimiseksi kalliomuodostelmiin käsittää vähintään yhden ensimmäisen onkalon, joka on muodostettu kiinteään materiaaliin ja jonka sisäosa muodostaa radioaktiivisen materiaalin varastointitilan ja johon laitokseen on valinnaisesti muodostettu sanotun ensimmäisen onkalon ulkopuolelle toinen onkalo, joka ympäröi sanottua ensimmäistä onkaloa sen joka puolelta ja joka on täytetty vedessä paisuvalla, plastisesti muotoaan muuttavalla materiaalilla, ja jonka laitoksen ympärillä kulkee edullisesti kierremäinen tunneli, josta voi olla sisäänpääsy rakennustyön aikana ja josta laitoksen sisäosia voidaan seurata ja valvoa. Tälle keksinnölle on luonteenomaista, että laitoksen ympärille, edullisesti kierremäisen tunnelin kautta on järjestetty suuri määrä oleellisesti pystysuoria porausreikiä, jotka muodostavat ainakin yhden ulko-"häkin" sanotun laitoksen ympärille, jonka häkin tarkoituksena on johtaa pois sanottuun laitokseen saapuva ja siitä lähtevä vesi.

Keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin viitaten sen toteutusmuotoon, jota kuvataan esimerkin avulla seuraavissa piirroksissa.

6 82155

Kuvio 1 on leikkauskuvanto keksinnön mukaisesta varastolai-toksesta tai -kompleksista.

Kuvio 2 on leikkauskuvanto keksinnön mukaisesta toteutusmuodosta, joka on tarkoitettu radioaktiivisen materiaalin välivarastointiin tai loppuvarastointiin.

Kuvio 3 esittää kuviossa 2 esitetyn toteutusmuodon sisäosaa, jossa toteutusmuodossa on ulko-onkalo.

Kuvio 4 on leikkauskuvanto, joka on otettu pitkin kuvion 3 viivaa IV-IV.

Kuvio 5 esittää keksinnön toteutusmuotoa, jossa on useita ko-koomatiloja, joihin radioaktiivinen materiaali sijoitetaan. Kuvio 6 esittää sivukuvantoa keksinnön lisätoteutusmuodosta, jossa on kaksi kokoomatilaa radioaktiivista materiaalia varten. Kuvio 7 on leikkauskuvanto kuviossa 6 esitetystä toteutusmuodosta otettuna pitkin kuvion 6 viivaa VII-VII.

Kuvio 8 on leikkauskuvanto kuviossa 6 esitetystä toteutusmuodosta otettuna pitkin kuvion 6 viivaa VIII-VIII.

Piirroksissa viitenumero 1 tarkoittaa kallioperää, johon varastolaitos tai -kompleksi on sijoitettu annetulle syvyydelle maanpinnan 2 alle. Kallioperään on muodostettu sisäon-kalo, jonka luonnos on esitetty kohdassa 3. Ontto runko 4, joka on tehty esimerkiksi betonista ja jonka sisäosa muodostaa radioaktiivisen materiaalin varastotilan, on sijoitettu onkaloon 3 sillä tavoin, että betonirungon 4 kaikki ulkopinnat ovat erillään onkalon 3 seinistä. Onkalon 3 seinien ja betonirungon 4 ulkopintojen välinen tila on täytetty savella 5.

Tätä bentoniittisisäsuojaa sen ontto tila mukaanluettuna käytetään edullisesti vain varastoitaessa matala-aktiivista jätettä, jolloin lämpökuorma on rajoitettu.

Onkalo 3 on täysin suljettu kallioon 6, joka puolestaan on täysin suljettu ulko-onkaloon, jota tarkoittava ääriviiva on esitetty numerolla 7. Ulko-onkalo 7 on myös täytetty savella 8.

Vaakaleikkauksena tarkasteltuna onkaloilla 3 ja 7 on edullisesti pyöreä muoto. Tässä tapauksessa, kun ulko-onkaloa rajoittavia seinämiä 7 ja 8 tarkastellaan vaakaleikkauksena, ne

II

7 82155 muodostavat kaksi keskenään samankeskistä ympyrää.

Onkalo 4, jolla on ellipsoidin, sylinterin tai pallon muoto, on varustettu yläosastaan aukolla, joka on kuilun 9 kautta yhteydessä vaakatunneliin 10. Radioaktiivinen materiaali voidaan kuljettaa tunnelin 10 ja kuilun 9 läpi onttoon betoni-runkoon 4. Betonirungon 4 sisäosa on jaettu väliseinillä 11 useisiin kammioihin, joihin radioaktiivista materiaalia syötetään peräkkäin. Runkoja, jotka sisältävät radioaktiivista materiaalia, on merkitty viitenumerolla 15. Tietyt rungot, jotka sijaitsevat varastolaitoksen yläosassa, eivät sisällä radioaktiivista materiaalia ja niiden tarkoituksena on vähentää lämmön keskittymistä varastolaitokseen. Laitosta voidaan seurata televisiojärjestelmällä, jossa kameroita on asetettu onkalon 4 aukkoihin ja/tai yläosaan, ja monitoreilla, jotka on sijoitettu sopiviin seurantakohtiin määrätylle etäisyydelle varastolaitoksesta.

Peruskalliossa laitoksen varsinaisen varasto-osan ulkopuolella kulkee kierremäinen tunneli 12, joka ulottuu maanpinnalta sanotun varasto-osan pohjatasolle 17. Kierretunneli 12 on muodostettu kivenlohkareiden kuljettamiseksi, joita muodostuu sanotun laitoksen varasto-Osaa rakennettaessa, jossa rakennusvaiheessa käytäviä ja tunneleita 13 louhitaan kierretunnelis-ta 12 sisäänpäin kohti sanotun varasto-osan keskustaa. Kierre-tunnelin 12 eri kerrosten välillä on porausreikiä 14, joiden välinen etäisyys keskustasta keskustaan on sopivasti 1-2 m. Porausreiät 14 avautuvat sopivasti kierretunnelin 12 ulkosivulle niin, että ne ovat keskenään yhteydessä muodostaen useita reikiä, jotka ulottuvat oleellisesti pystysuorassa va-rastolaitoksen yläosasta 16 sen pohjalle 17. Näiden poraus-reikien 14 tuloksena vesi, joka valuu ympäröivässä kalliossa olevissa makro- ja mikrohalkeamissa, johdetaan varastolaitok-sen ympäri tai sen pohjatasolle 17, josta vesi voidaan haluttaessa poistaa pumppujen avulla putken 18 läpi, joka on sopivasti sijoitettu kierretunneliin 12. Tietyissä tapauksissa porausreiät 14 voidaan täyttää räjähdysaineella ja räjäyttää e 82155 halkeamien (niin kutsuttu esihalkaisu) muodostamiseksi poraus-reikien välille. Tällä tavoin on mahdollista saada maksimi halkeamamuodostus kohti porausreikiä ja niiden välille, vaikkakin tehdyt laskelmat osoittavat, että itse porausreiät muodostavat täysin riittävän hydrologisen sulkukerroksen.

Kuvattu kuljetustunneli 10 voi olla yhdistetty suoraan laitokseen, joka käsittelee radioaktiivista ydinpolttoainetta. Tämä pienentää vaaroja, jotka liittyvät radioaktiivisen jätteen kuljetukseen. Tämä tunneli ei kuitenkaan ole olennainen tämän keksinnön mukaisesti rakennetulle laitokselle. Niinpä edellä kuvatut kuilut voivat avautua johonkin sopivaan rakennukseen, joka vastaanottaa radioaktiivisen jätteen. Tämä rakennus voi sijaita maanpinnalla tai se voi olla louhittu kallioon. Pysty-kuilu tai pitkittäisperä, joka ulottuu vaakatunneliin 10, voi olla muodostettu kalliomassaan 6. Kuilun tarkoituksena on pitää sisällään mittauslaitteet (ei esitetty) lämpötilan, kosteuden ja radioaktiivisen säteilyn mittaamiseksi. Nämä mittauslaitteet voivat olla yhdistetyt sopivalla seuranta-asemalla oleviin osoitusvälineisiin kuiluun 9 ja tunneliin 10 asennettujen kaapelien avulla. Mittauslaite voi myös olla sijoitettu tunneliin 12.

Kuten ymmärrettävää on varastolaitos myös varustettu sopivilla nosto- (hisseillä, nostureilla jne.) ja siirtovälineillä radioaktiivisen jätteen kuljettamiseksi kuilujen läpi ja jätteen jakamiseksi ontossa rungossa 4 olevaan varastotilaan.

Nämä nosto- ja siirtovälineet ovat sopivasti kauko-ohjattuja ja voivat olla suunniteltu tunnetun tekniikan mukaisesti, eikä niitä sen vuoksi kuvata yksityiskohtaisesti tässä.

Laitos voidaan rakentaa hyvin tunnettujen kalliolouhintamene-telmien avulla. Ensiksi kallioon louhitaan työtunnelit, siir-totunnelit ja -kuilut niihin kohtiin, joihin kaksi onkaloa on määrä sijoittaa. Näiden kahden onkalon räjäytys voidaan suorittaa alhaalta ylöspäin. Ulko-onkalo 7 täytetään sitä mukaa bentoniitin ja hiekan seoksella, kun kivilouhokset poistetaan. Bentoniitti-hiekkaseos pakataan sellaiseen tiiviyteen, 9 82155 ettei siihen jää huokosia. Savi voidaan stabiloida alueelta, joka sijaitsee alimpana ulko-onkalossa lisäämällä sopivaa stabiloivaa ainetta kuten kvartsihiekkaa niin, että savi kykenee turvallisesti kannattamaan kalliomassaa 6. Kun sisäonkalo 3 räjäytetään, bentoniitti-hiekkaseosta sijoitetaan ensin onkalon pohjalle sopivaksi korkeudeksi tai syvyydeksi. Ontto betonirunko 4 yhdessä siihen liittyvän kuilun 9 kanssa valetaan sen jälkeen. Kun betoni on kovettunut, betonirungon ja sisäonkalon seinien välinen tila täytetään kokonaan savella. Kun laitos on valmis, edellä mainitut työtunnelit ja siirto-tunnelit voidaan täyttää betonilla.

Mahdolliset halkeamat, joita on kahta onkaloa lähellä sijaitsevissa kalliomassoissa, voidaan sulkea ruiskuttamalla betonia tai jotakin muuta tiivistysmateriaalia, kuten muovimateriaalia niihin.

On ymmärrettävä, että keksinnön mukainen varastolaitos voi sisältää useita eri materiaalia olevia vaippoja sijoitettuna toistensa sisään, nimittäin sisimmän betonivaipan 4, ensimmäisen bentoniitti-hiekkaseosta olevan vaipan 5, vaipan 6, joka koostuu kalliomassasta ja bentoniitti-hiekkaseosta olevan lisävaipan 8, jota kallio täysin ympäröi.

Kuvioissa 2-4 esitetty keksinnön toteutusmuoto sisältää sisäonkalon 4, joka käsittää avoimen ylätilan 21, jolla on avoimen kartion muoto ja joka on muodostettu kallioon, kun taas pohjalle on sijoitettu rengasmainen tunneli 22. Rengasmaisen tunnelin 22 ja kartiomaisen ylätilan 21 välillä kulkee useita halkaisijaltaan suuria pystytunneleita 23, joiden tarkoituksena on saada aikaan tuuletusventtiilit lämmön virtaustuule-tuksen sallimiseksi välissä olevan kalliomateriaalin jäähdytystä varten. Välissä olevaan kallioon on myös muodostettu useita pystykäytäviä 24, jotka ovat halkaisijaltaan pienempiä kuin ensin mainitut pystytunnelit 23. Kapeampien pysty-käytävien 24 halkaisija on n. 1-1,5 m, kun taas suurempien pystytunnelien 23 halkaisija on 2-6 m. Nämä pystytunnelit ja 10 821 55 -käytävät voidaan muodostaa poraamalla ylöspäin kartiomaisesta ylätilasta 21 tunnetun tekniikan mukaisesti. Tarkoituksena on sijoittaa radioaktiivinen materiaali kapeampiin pystykäy-täviin 24 niin, että alunperin saadaan suurin lämmön säteily sanottujen käytävien 24 alaosaan, jossa tilassa ilmaa kierrätetään, kuten nuolet kuviossa 2 osoittavat. Radioaktiivinen materiaali syötetään varastoon pystykuilun 25 läpi ja jaetaan 24 televisio-ohjattujen robottien avulla (ei esitetty).

Kuten kuviosta 4 nähdään tunnelit 23 ja käytävät 24 on sijoitettu ympyrämäiseen järjestykseen, jolloin saadaan kallioma-teriaalin maksimijäähdytys. Sen seurauksena, että radioaktiivinen materiaali on sijoitettu sillä tavoin, että ilma voi kulkea käytävien 24 läpi, saadaan myös primäärinen jäähdytysvai-kutus, mikä merkitsee, että kuormitus, jonka alaiseksi kallio-materiaali joutuu, on pienempi kuin kallion kuormitus, kun kaikki lämpö johdetaan pois sanotun kallion läpi.

Kuten kuvioissa 3 ja 4 on esitetty, erilleen sisäonkalosta 4 on sijoitettu ulko-onkalo 26, joka on täytetty plastisesti muotoaan muuttavalla materiaalilla, kuten bentoniitti-hiekka-seoksella.

Tätä bentoniittisulkukerrosta ei ole sijoitettu kuviossa 2 esitettyyn toteutusmuotoon, koska monissa tapauksissa kierre-mäisen tunnelin 12 ja porareikiä 14 yhdistävän tunnelijärjes-telmän muodostama ulkohäkki on riittävä estämään vettä tunkeutumasta systeemiin pumppaamalla sanottu vesi pois ja/tai ohjaamalla se ohi varastopaikan.

Kuvio 2 esittää myös kaavamaisesti toista vaihtoehtoista toteutusmuotoa, jossa vasta varastolaitoksen ympärille on sijoitettu porareikien 27 muodostama lisäsulkukerros, joka voi olla yhdistetty edellä mainittuun häkkiin sen pohjatasolla, kaiken sanottuun häkkiin tunkeutuneen veden poisjohtamiseksi. Pora-reiät 27 on vedetty kahdesta rengasmaisesta tunnelista 28 ja 29, jotka sijaitsevat samassa järjestyksessä varastolaitoksen yläosan ja pohjan tasolla. Varastolaitoksen pohjatasolle on

II

n 82155 sijoitettu pumppuhuone 30, kun taas tunneli 31 yhdistää va- rastolaitoksen pohjan 17 pumppuhuoneeseen 30.

Vaihtoehtoisesti porareikien 27 ympärillä oleva alue voi olla esihalkaistu.

Jos varastolaitoksen ulkopuolella sijaitseva kallio siirtyisi paikaltaan, tuloksena olevan kallion liikkeet aiheuttaisivat ensi sijassa ulomman savivaipan 8, 26 muodonmuutoksen. Jos tämä savivaippa on riittävän paksu, muodonmuutosvoimat eivät siirry suuressa määrin sisävaippaan. Jos kallio kuitenkin muuttaisi muotoaan siinä määrin, että se vaikuttaa myös kal-liovaippaan 6, sisäsavivaippa 5 vaimentaa edelleen muodonmuutos-voimia. Sisin betonivaippa 4, jolla sopivasti on ellipsoidin, sylinterimäinen tai pallomainen muoto, on erittäin vahva ja kestää ulkoisesti vaikuttavia painevoimia. Tästä johtuen eivät edes erittäin voimakkaat muodonmuutosvoimat, esimerkiksi maanjäristysten aiheuttamat muodonmuutosvoimat voi vaikuttaa laitokseen siinä määrin, että ne murtaisivat sisimmän betoni-vaipan 4.

Kuvio 5 esittää tämän keksinnön mukaista varastolaitosta, jossa useita onkalolta 4, joiden lukumäärä on seitsemän kuvatussa toteutusmuodossa, on koottu säännöllisen kuusikulmion muotoon, jossa on keskitila. Jokainen onkalo 4 kattaa 120 m:n halkaisijan ja on asetettu 120 m:n etäisyydelle viereisistä onkaloista. Kaikkien onkaloiden ympärille on sijoitettu kierremäi-nen tunneli 12, joiden läpi on järjestetty pystysuorien porareikien ensimmäinen sarja 32 (ei esitetty) . Kaksi muuta reikä-verhojen sarjaa 33, 34 on sijoitettu kallioon 30 m:n etäisyydelle toisistaan ja 30 m:n etäisyydelle ensimmäisestä reikien sisäsarjasta.

Kuvio 6 on pystyleikkauskuvanto varastolaitoksesta, jossa on kaksi varasto-onkaloa 4 radioaktiivista jätettä varten. Kahden varasto-onkalon 4 ulkopuolella on toisistaan erillään oleellisesti pystysuorien porareikien 35 ja 36 verhot, joita yhdistävät vinoon sijoitetut verhot 37 ja 38 muodostaen kaksi i2 821 55 häkkiä. Reikäverhojen poraaminen on suoritettu muodostamalla 12 vaakatunnelia, jolta kaikkia on merkitty numerolla 39. Jokainen varastotila 4 käsittää ylemmän vaakasuoran keskitun-nelin 40, josta suuri määrä pystysuoria porareikiä 41 on porattu kallioon, jotka porareiät 41 muodostavat varastotilat radioaktiiviselle materiaalille. Kaikkien sanottujen porarei-kien 41 alapuolella kulkee alempi vaakasuora keskitunneli 42, joka on järjestetty aikaansaamaan tuuletus/ilmanvaihto varastoon. Tuuletusta on edelleen helpotettu aikaansaamalla kaksi vaakasuoraa ylätunnelia 43 ja kaksi vaakasuoraa pöhjatunnelia 43, jotka ovat yhteydessä vastaavaan keskitunneliin 41 ja 42 pystysuorien porareikien 44 välityksellä. Vastaavat ylä- ja pöhjatunnelit 43 on sitten liitetty yhteen yhdystunnelin 45 avulla.

Varastoitava radioaktiivinen materiaali syötetään siirtotunne-lin (ei esitetty) välityksellä ylempiin vaakasuoriin keski-tunneleihin 40, joista materiaali syötetään varastoreikiin 41 TV-ohjausrobottien avulla. Materiaalin varastointi reikien 41 välillä voidaan myös suorittaa sanottujen robottien avulla.

Varastolaitos rakennetaan sopivasti suureen syvyyteen kallioperään. Vaakaleikkauksessa varastolaitoksen halkaisija on n.

170 m ja varsinaisen keskivarastorungon varustettuna sisäisellä savi- tai bentoniittisulkukerroksella halkaisija on n. 40 m, tämän sulkukerroksen ja toisen savi- tai bentoniittisulkuker-roksen välissä on n. 40 m kiinteää kalliota, jonka toisen sulkukerroksen jälkeen on edelleen 15-20 m:n kalliosuolkuker-ros kierremäiseen tunneliin, jonka leveys on 4-8 m.

Riippuen siitä, onko varastolaitosta määrä käyttää jätemate-riaalin loppuvarastointiin tai sanotun materiaalin välivarastointiin, ja riippuen siitä, kuinka laitos on tuuletettu radioaktiivisen materiaalin jäähdyttämiseksi, sanottu laitos pystyy vastaanottamaan 1500 t radioaktiivista materiaalia. Lämpötilan kallio-onkalossa lasketaan saavuttavan 180°C:n maksimin 10-15 vuoden kuluttua, vaikka lämpötilaa voidaan suuresti alentaa välivarastoinnin tapauksessa, kun laitos on hyvin tuuletettu.

Claims (3)

1. Varastolaitos radioaktiivisen materiaalin varastoimiseksi kalliomuodostelmissa, joka käsittää vähintään yhden ensimmäisen onkalon (4), jota kiinteä materiaali rajoittaa ja joka onkalo muodostaa varastotilan radioaktiiviselle materiaalille; valinnaisen ulko-onkalon (7), joka on muodostettu sanottuun kalliomuodostelmaan sanotun ensimmäisen onkalon (4) ulkopuolelle ja joka on asetettu erilleen sanotusta ensimmäisestä onkalosta ja ympäröi sitä sen kaikilta puolilta, joka ulko-onkalo on täytetty plastisesti muotoaan muuttavalla materiaalilla (8); ja edullisesti kierremäisesti kulkevan tunnelin (12), joka on sijoitettu sanotun valinnaisen ulko-onkalon (7) ympärille, josta kierremäisestä tunnelista voi olla pääsy uiko- ja sisä-onkaloihin (4, 7) sisäänmenotunnelien (13) kautta laitoksen rakentamisen aikana ja joka sallii sanotun laitoksen sisäosien tarkkailun, tunnettu siitä, että sanotun laitoksen ympärille, edullisesti kierremäisen tunnelin (12) kautta on järjestetty suuri määrä oleellisesti pystysuoria porausreikiä (14), jotka muodostavat ainakin yhden ulkohäkin sanotun laitoksen ympärille, joka häkki on tehokas johtamaan pois sanottuun laitokseen tulevan ja siitä poistuvan veden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen varastolaitos, tunnet-t u siitä, että oleellisesti pystysuorat porausreiät (14) on asetettu korkeintaan 4 m:n ja edullisesti korkeintaan 2 m:n etäisyydelle toisistaan.

3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen varastolaitos, tunnettu siitä, että porausreikien (14) välissä oleva kallio on esihalkaistu halkeamien muodostamiseksi sanottujen reikien välille. 82155