WO1997030457A1 - Gebinde mit einem körper mit toxischer und/oder radioaktiver kontamination und verfahren zum herstellen eines solchen gebindes - Google Patents

Gebinde mit einem körper mit toxischer und/oder radioaktiver kontamination und verfahren zum herstellen eines solchen gebindes Download PDF

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Friedrich-Wilhelm Ledebrink
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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
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/34—Disposal of solid waste
    • G21F9/36—Disposal of solid waste by packaging; by baling
    • 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
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing
    • G21F9/301—Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/307—Processing by fixation in stable solid media in polymeric matrix, e.g. resins, tars

Definitions

  • Containers with a body with toxic and / or radioactive contamination and method for producing such a container are provided.
  • the invention relates to a container with a body which has a surface with toxic and / or radioactive contamination, and with a container matrix which covers the surface with contamination and which consists of hardened organic foam.
  • the object of the invention is to at least largely avoid dismantling the body, which has a surface with toxic and / or radioactive contamination.
  • the container matrix of the container according to the invention which consists of hardened organic foam, fixes the toxic and / or radioactive substances on the contaminated surface, so that there are none
  • the container matrix made of hardened organic foam also covers the uncontaminated surface of the body in the container. Furthermore, it is favorable if the container matrix adheres at least to the surface that has the contamination. It is too very cheap if the body in the container is completely encased in a hardened foam container matrix.
  • a container with a body that has an interior, the wall of which forms the surface that contains the contamination and that is at least partially filled with a container matrix made of hardened organic foam.
  • This cured organic foam not only fixes toxic and / or radioactive substances on the wall of the interior, but also objects that are located in this interior and that can also have toxic and / or radioactive contamination.
  • the body in the container is a glove box or a tank and has an interior with a contaminated wall.
  • Container matrix made of hardened organic foam in the container can be a rigid polyurethane foam.
  • the invention further relates to a method for producing a container with a body, in particular a glove box or tank, with an interior, the wall of which has a surface with toxic and / or radioactive contamination and to which an opening leads which has a membrane, in particular a glove, is covered, through which an injection needle is inserted, by means of which reaction liquids for forming a container matrix consisting of hardened foam are injected into the interior.
  • a body in particular a glove box or tank
  • an interior the wall of which has a surface with toxic and / or radioactive contamination and to which an opening leads which has a membrane, in particular a glove, is covered, through which an injection needle is inserted, by means of which reaction liquids for forming a container matrix consisting of hardened foam are injected into the interior.
  • reaction liquids for forming a container matrix consisting of hardened foam are injected into the interior.
  • all cavities in the interior of the body can be filled with hardened organic foam.
  • Fig. 1 shows a partially sectioned side view of a
  • Fig. 2 shows partially cut one from a
  • FIG. 3 shows a cross section through the packaging box according to FIG. 2.
  • Fig. 4 shows a partially sectioned front view of a
  • FIG. 5 shows a partially sectioned side view of the steel container according to FIG. 4.
  • a glove box represents a body 2 with an interior.
  • This glove box has an observation window 3, covered connecting pieces 4 and 5 for gloves and discharge bags, an air inlet 6 and an air outlet 7.
  • the air inlet 6 is closed, while the air outlet 7 is open, so that exhaust air can be drawn off through it with an exhaust pipe 12 via a filter 7a for separating aerosols.
  • a mixer 8 is located in the interior of the glove box. Both the mixer 8 and the walls of the interior of the glove box are contaminated with radioactivity.
  • the connecting piece 5 forms an opening to the interior of the glove box and is covered on the outside with a membrane, for example a plastic film, through which an injection needle 9 is inserted.
  • a supply hose 10 is connected, through which reaction liquids can be fed into the interior of the glove box via the injection needle 9.
  • a reaction liquid consists, for example, of a mixture of a polyhydroxy compound with an aromatic isocyanate resin and an addition of activation and stabilizing substances and water. The amount of water determines the amount and compressive strength of the cured foam that forms from the mixture.
  • the mixture is pumped into the interior of the glove box via the supply hose 10 and the injection needle 9. It is distributed as a liquid phase on the floor of the interior of the glove box.
  • the mixture C0 2 begins to split off, which leads to the foaming of the organic part of the liquid mixture.
  • the air displaced in the interior of the glove box leaves the interior of the glove box via the exhaust air connector 7 and the filter 7a, in which air-borne radioactive particles are retained.
  • the foam-like inflated by the C0 2 mixture of the reactants eventually filled the entire interior of the glove box with all the cavities, and finally cures to a pressure-resistant container matrix 11 made of foam out of the interior of the glove box does not only adhere to the surfaces of the wall firmly and thereby radioactive Contamination firmly integrates, but also completely envelops the mixer 8 with its contamination, so that this mixer 8 is rigidly fixed in the interior of the glove box.
  • the glove box according to FIG. 1 is then converted with an outer container 13, which is a box recognizable in FIG. 2.
  • the glove box is completely surrounded by a container matrix 13a made of hardened foam, which was produced in exactly the same way as the hardened foam in the interior of this glove box.
  • spacers 15 can be provided in the box 13, which fix the glove box until the foam of the container matrix 13a fills all cavities in the box 13 and has hardened.
  • the box 13 according to Figures 2 and 3 is portable after the foam has cured. It represents the waste product with the glove box in it, which can be set in a steel repository container 16 that can be seen in FIGS. 4 and 5, in which the box 13 is completely encased in concrete 17, which has all the cavities between the box 13 and the steel container 16 fills.

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Abstract

Ein Gebinde mit einem Körper (2), der eine Fläche mit toxischer und/oder radioaktiver Kontamination aufweist, hat eine Gebindematrix (11), die die Kontamination aufweisende Fläche abdeckt und die aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff besteht. In einen kontaminierten Innenraum einen Körpers (2) werden Reaktionsflüssgkeiten zum Ausbilden der Gebindematrix mit einer Injektionsnadel injiziert .

Description

Beschreibung
Gebinde mit einem Körper mit toxischer und/oder radioaktiver Kontamination und Verfahren zum Herstellen eines solchen Gebindes.
Die Erfindung betrifft ein Gebinde mit einem Körper, der eine Fläche mit toxischer und/oder radioaktiver Kontamination aufweist, und mit Gebindematrix, die die Kontamination aufweisende Fläche abdeckt und die aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff besteht.
Es ist üblich, einen Körper, der eine Fläche mit radioaktiver Kontamination aufweist, in einer abgeschirmten Zerlegezelle zu zerkleinern, die gewonnenen Teilstücke in ein Faß einzufüllen und anschließend in diesem Faß mit Zement zu vergießen. Dieses Faß wiederum wird in einem besonderen Container eingestellt, anschließend werden alle Hohlräume zwischen dem Faß und der Containerwand so mit Beton ausgefüllt, daß sich überall zwischen dem Faß und der Containerwand Beton befindet. Dieser Container wird schließlich in einem Endlager abgestellt.
Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, das Zerlegen des Körpers, der eine Fläche mit toxischer und/oder radioaktiver Kontamination aufweist, zumindest weitgehend zu vermeiden.
Die Gebindematrix des erfindungsgemäßen Gebindes, die aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff besteht, fixiert die toxischen und/oder radioaktiven Substanzen auf der kontaminierten Fläche, so daß es zu keiner
Aktivitätsfreisetzung und Kontaminationsverschleppung kommen kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gebindematrix aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff auch die unkontaminierte Oberfläche des Körpers im Gebinde abdeckt. Ferner ist es günstig, wenn die Gebindematrix zumindest an der die Kontamination aufweisenden Fläche haftet. Auch ist es sehr günstig, wenn der Körper im Gebinde vollständig von Gebindematrix aus ausgehärtetem Schaumstoff umhüllt ist.
Vorteilhaft ist auch ein Gebinde mit einem Körper, der einen Innenraum hat, dessen Wand die die Kontamination aufweisende Fläche bildet und der mit Gebindematrix aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff wenigstens teilweise ausgefüllt ist. Dieser ausgehärtete organische Schaumstoff fixiert nicht nur toxische und/oder radioaktive Substanzen auf der Wand des Innenraums, sondern auch Gegenstände, die sich in diesem Innenraum befinden und die ebenfalls toxische und/cder radioaktive Kontamination aufweisen können.
Von Vorteil ist es, wenn der Körper im Gebinde ein Handschuhkasten oder ein Tank ist und einen Innenraum mit kontaminierter Wand hat.
Gebindematrix aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff im Gebinde kann ein Polyurethan-Hartschaumstoff sein.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Gebindes mit einem Körper, insbesondere Handεchuhkasten oder Tank, mit einem Innenraum, dessen Wand eine Fläche mit toxischer und/oder radioaktiver Kontamination aufweist und zu dem eine Öffnung führt, die mit einer Membran, insbesondere Handschuh, abgedeckt ist, durch die eine Injektionεnadel gestochen wird, mit der Reaktionsflüssigkeiten zum Ausbilden von aus ausgehärtetem Schaumstoff bestehender Gebindematrix in den Innenraum injiziert werden. Auf diese Weise lassen sich alle Hohlräume im Innenraum des Körpers mit ausgehärtetem organischen Schaumstoff ausfüllen. Außerdem wird nicht nur d toxische und/oder radioaktive Kontamination an aer Fläche der Wand des Innenraums fixiert, sondern auch luftgetragene toxische und/oder radioeiktive Substanzen werden im Innenraum gebunden. Auch werden alle
Gegenstände im Innenraum, ob sie nun kontaminiert oder nicht kontaminiert sind, mit vergossen und fixiert. Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:
Fig. 1 zeigt teilweise geschnitten eine Seitenansicht eines
Handschuhkastens.
Fig. 2 zeigt teilweise geschnitten einen aus einer
Verpackungskiste bestehenden Außenbehälter mit einem
Handschuhkasten entsprechend Fig. 1. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Verpackungskiste nach Fig. 2.
Fig. 4 zeigt teilweise geschnitten eine Vorderansicht eines
Stahlcontainers mit einer Verpackungskiste nach Fig. 2 und 3.
Fig. 5 zeigt teilweise geschnitten eine Seitenansicht des Stahlcontainers nach Fig. 4.
In Fig. 1 stellt ein Handschuhkasten einen Körper 2 mit einem Innenraum dar. Dieser Handschuhkasten hat ein Beobachtungsfenster 3, abgedeckte Anschlußstutzen 4 und 5 für Handschuhe und Ausschleussäcke, einen Zuluftstutzen 6 und einen Abluftstutzen 7. Der Zuluftstutzen 6 ist verschlossen, während der Abluftstutzen 7 offen ist, so daß durch ihn mit einer Abgasleitung 12 Abluft über einen Filter 7a zum Abtrennen von Aerosolen abgesaugt werden kann.
Im Innenraum des Handschuhkastens befindet sich ein Mischer 8. Sowohl der Mischer 8 als auch die Wände des Innenraums des Handschuhkastens sind radioaktiv kontaminiert .
Der Anschlußstutzen 5 bildet eine Öffnung zum Innenraum des Handschuhkastens und ist auf der Außenseite mit einer Membran, z.B. einer Kunststoffolie, abgedeckt, durch die eine Injektionsnadel 9 gesteckt ist. Außerhalb des Handschuhkastens ist ein Zuführungsschlauch 10 angeschlossen, durch den über die Injektionsnadel 9 Reaktionsflüssigkeiten in den Innenraum des Handschuhkastens zugeführt werden können. Eine Reaktionsflussigkeit besteht z.B. aus einer Mischung aus einer Polyhydroxidverbindung mit einem aromatischen Isocyanatharz und einem Zusatz von Aktivierungs- und Stabilisierungssubstanzen und Wasser. Der Wasseranteil entscheidet über die Menge und die Druckfestigkeit des ausgehärteten Schaumstoffs, der sich aus der Mischung bildet. Die Mischung wird über den Zuführungsschlauch 10 und die Injektionsnadel 9 in den Innenraum des Handschuhkastens eingepumpt. Sie verteilt sich als flüssige Phase auf dem Boden des Innenraums des Handschuhkastens. Nach einer Verzögerungszeit beginnt die Mischung C02 abzuspalten, was zum Aufschäumen des organischen Teils der flüssigen Mischung führt. Die hierbei im Innenraum des Handschuhkastens verdrängte Luft verläßt den Innenraum .des Handschuhkastens über den Abluftstutzen 7 und den Filter 7a, in dem luftgetragene radioaktive Teilchen zurückgehalten werden. Die durch das C02 schaumartig aufgeblähte Mischung aus den Reaktionsstoffen verfüllt schließlich den gesamten Innenraum des Handschuhkastens mit allen Hohlräumen und härtet schließlich zu einer druckfesten Gebindematrix 11 aus Schaumstoff aus, der nicht nur an den Flächen der Wand des Innenraums des Handschuhkastens fest haftet und dadurch radioaktive Kontamination fest einbindet, sondern der auch den Mischer 8 mit seiner Kontamination vollständig einhüllt, so daß dieser Mischer 8 starr im Innenraum des Handschuhkastens fixiert ist.
Für einen innen kontaminierten Handschuhkasten, beispielsweise mit freiem Innenvolumen von 2 m3, werden als erster Reaktionspartner 100 kg eines Polyesterpolyols mit einem mittleren Molekulargewicht von ca. 2000 mit einer Wassermenge von 1.45 kg sowie mit wenigen Gramm an tertiärem Amin und Organo-Polysiloxan innig vermischt. Als zweiter Reaktionspartner werden gesondert 120 kg Diphenylmethan -4,4- Diisocyanat abgewogen. Zur Erzeugung des Schaumstoffes werden jeweils ein Drittel der beiden Reaktionspartner innig vermischt und sofort über den Zuführungsschlauch 10 und die Injektionsnadel 9 in den Handschuhkasten eingepumpt. Die flüssige Reaktionsmasse verteilt sich über den gesamten Boden des Handschuhkastens und beginnt ca. 60 Sekunden nach der Vermischung aufzuschäumen. Nach drei Minuten ist der Schäumvorgang abgeschlossen und das unterste Drittel des Innenraums des Handschuhkastens mit Schaumstoff ausgeschäumt. Dieser Schaumstoff ist nach ca. einer halben Stunde ausgehärtet und hat eine Rohdichte von ca. 50 kg pro m3.
Dieser Vorgang wird noch zweimal wiederholt, so daß der Handschuhkasten schließlich vollständig mit ausgehärtetem Schaumstoff ausgefüllt ist. Für jeden Injektionsvorgang werden eine neue Zuführleitung 10 und eine neue Injektionsnadel 9 benötigt. Die gebrauchten Injektionsnadeln 9 verbleiben im schließlich vollständig zugeschäumten Innenraum des Handschuhkastens. Nach dem Zuschäumen des Innenraumes des Handschuhkastens wird auch die Abgasleitung 12 vom Abluftstutzen 7 und dem Filter 7a abgenommen.
Der Handschuhkasten nach Fig. 1 wird hierauf mit einem Außenbehälter 13 umbaut, der eine in Fig. 2 erkennbare Kiste ist. In dieser Kiste ist der Handschuhkasten vollständig von Gebindematrix 13a aus ausgehärtetem Schaumstoff umgeben, der genauso hergestellt wurde wie der ausgehärtete Schaumstoff im Innenraum dieses Handschuhkastens.
Nach Erstarren des Schaumstoffs in der Kiste 13 können die durch die Kiste 13 hindurchragenden Teile der in Fig. 1 erkennbaren Beine 14 des Handschuhkastens 2 abgesägt werden.
Wie Fig. 3 zeigt, können in der Kiste 13 Abstandhalter 15 vorgesehen sein, die den Handschuhkasten so lange fixieren, bis der Schaumstoff der Gebindematrix 13a alle Hohlräume in der Kiste 13 ausfüllt und ausgehärtet ist. Die Kiste 13 nach den Figuren 2 und 3 ist nach dem Aushärten des Schaumstoffs transportabel. Sie stellt mit dem in ihr befindlichen Handschuhkasten das Abfallprodukt dar, das in einem in den Figuren 4 und 5 erkennbaren Endlagercontainer 16 aus Stahl eingestellt werden kann, in dem die Kiste 13 vollständig von Beton 17 umgössen ist, der alle Hohlräume zwischen der Kiste 13 und dem Stahlcontainer 16 ausfüllt.

Claims

Patentansprüche
1. Gebinde mit einem Körper (2), der eine Fläche mit toxischer und/oder radioaktiver Kontamination aufweist, und mit Gebindematrix, die die die Kontamination aufweisende Flä¬ che abdeckt und die aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff besteht.
2. Gebinde nach Anspruch 1 mit Gebindematrix (11), die auch unkontaminierte Fläche des Körpers (2) abdeckt.
3. Gebinde nach Anspruch 1 oder 2 mit Gebindematrix (11), die zumindest an der die Kontamination aufweisenden Fläche haf¬ tet.
4. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Körper (2), der einen Innenraum hat, dessen Wand die Kontamination aufweisende Fläche bildet und der mit Gebindematrix (11) aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff wenigstens teilweise ausgefüllt ist.
5. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen Körper (2) vollständig von Gebindematrix (13a) aus ausgehärtetem or¬ ganischen Schaumstoff umhüllt ist.
6. Gebinde nach Anspruch 5 mit den Körper (2) vollständig um¬ hüllender Gebindematrix (13a) aus ausgehärtetem Schaumstoff, der in einem Außenbehälter (13) eingebettet ist.
7. Gebinde nach Anspruch 4 mit einem Körper (2), der ein Handschuhkasten oder ein Tank ist und einen Innenraum mit kontaminierter Wand hat.
8. Gebinde nach Anspruch 4 mit einem in dem Körper (2) be- findlichen Innenraum, in den eine mit einem Filter (7a) zum Abtrennen von Aerosolen versehene Abgasleitung (12) mündet.
9. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit Gebindematrix (11, 13a) aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff, der Po¬ lyurethan ist.
10. Gebinde nach Anspruch 9 mit Gebindematrix (11, 13a) aus ausgehärtetem organischen Schaumstoff aus Polyurethan auf der Basis der Reaktionskomponenten Diphenylmethan -4,4- Diisocya- nat, Wasser und einem Polyesterpolyol.
11. Verfahren zum Herstellen eines Gebindes mit einem Körper (2), insbesondere mit einem Handschuhkasten oder Tank, der einen Innenraum aufweist, dessen Wand eine Fläche mit toxischer und/oder radioaktiver Kontamination bildet und in den eine Öffnung führt, die mit einer Membran, insbesondere einem Handschuh abgedeckt ist, durch die eine Injektionsnadel (9) gestochen wird, mit der Reaktionsflüssigkeiten zum Aus¬ bilden von aus ausgehärtetem Schaumstoff bestehender Gebinde¬ matrix (11) in den Innenraum injiziert wird.
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