DE3842380A1

DE3842380A1 - CYLINDRICAL STEEL CONTAINER FOR THE INTERIM AND FINAL STORAGE OF DANGEROUS SUBSTANCES

Info

Publication number: DE3842380A1
Application number: DE3842380A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr Kahl; Andreas Dr Loida
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1990-06-21

Abstract

The invention relates to a cylindrical container made of steel for the intermediate and/or final storage of dangerous materials, especially radioactive materials, which have previously been pressed into tablets with binder, or of crushed sleeves and structural parts of burnt-out fuel elements from nuclear power stations, in which the tablets or sleeves and structural parts are embedded in an inactive matrix which surrounds the latter continuously and is solid in its final state. A container is intended to be specified which better protects the enclosed monolithic block of radioactive material and matrix material in the event of the package falling. In the case of damage to the container, the content is intended to be able to be transferred easily into a new container. The whole package is intended to offer a high resistance to the corrosive attack of salt-containing aqueous solutions. The handleability of the container is intended to be matched to the conditions of nuclear technology. According to the invention, the object is achieved in that the container consists of an outer container into which an inner container is inserted, which has at least one opening in its bottom region.

Description

Die Erfindung betrifft einen zylinderförmigen Behälter aus Stahl zur Zwischen- und/oder Endlagerung von gefährlichen, insbesondere radioaktiven Stoffen, die zuvor mit Bindemittel zu Tabletten gepreßt wurden, oder von zerkleinerten Hülsen und Strukturteilen von abgebrannten Brennelementen aus Kernkraft werken, in dem die Tabletten oder Hülsen und Strukturteile in einer diese kontinuierlich umgebenden, im Endzustand festen inaktiven Matrix eingebettet werden.The invention relates to a cylindrical container Steel for the interim and / or final storage of dangerous, especially radioactive substances that were previously containing binders were pressed into tablets, or from crushed pods and Structural parts of spent fuel elements from nuclear power works in which the tablets or sleeves and structural parts in a continuously surrounding, solid in the final state inactive matrix.

Aus der DE-PS 32 14 242 ist ein Verfahren zur Verfestigung ra dioaktiver Abfälle für eine Langzeitlagerung bekannt, das kom pakte Blöcke in Transport- bzw. Endlagerbehältern liefert, wo bei die kompakten Blöcke aus vorgefertigten, radioaktive Stoffe enthaltenden keramischen Tabletten und einer diese kon tinuierlich umgebenden, inaktiven, im Endzustand festen Matrix hergestellt werden.From DE-PS 32 14 242 is a method for solidification ra dioactive waste known for long-term storage, the com delivers blocks in transport or repository containers where for the compact blocks made of prefabricated, radioactive Ceramic tablets containing substances and a con continuously surrounding, inactive, solid matrix in the final state getting produced.

Hierbei werden die keramischen Tabletten und das Matrixmate rial Glaspulver gemeinsam in einem Behälter unter gleichzeiti gem Verdichten durch Vibrieren eingefüllt bzw. eingerüttelt, das so erhaltene, verdichtete Gemisch auf eine Temperatur im Bereich von 1423 K bis 1523 K erhitzt, bei dieser Temperatur eine bis drei Stunden gehalten und schließlich langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.Here the ceramic tablets and the matrix mat rial glass powder together in a container under simultaneous filled or vibrated according to compaction by vibration, the resulting compressed mixture to a temperature in the Heated from 1423 K to 1523 K at this temperature held for one to three hours and then slowly opened up Cooled to room temperature.

Hierdurch werden die keramischen Tabletten in eine praktisch inaktive Glasmatrix eingebettet.This will make the ceramic tablets practical embedded inactive glass matrix.

Als Behälter wird ein Kokillenbehälter vorgeschlagen.A mold container is proposed as a container.

Weiterhin ist bekannt, stückiges radioaktives Material wie z.B. mit Bindemittel verfestigte Preß- oder Sinterlinge aus radioaktivem Material oder Hülsenabschnitte und Strukturteile von abgebrannten Brennelementen mit geeigneten Matrixmateria lien in flüssiger Form in einem Behälter zu übergießen und auf diese Weise zu einem monolithischen Block zu verfestigen.It is also known how lumpy radioactive material e.g. compacted or sintered solidified with binder radioactive material or sleeve sections and structural parts of spent fuel elements with suitable matrix material pour over and on in liquid form in a container solidify this way into a monolithic block.

Übliche Matrixmaterialien sind Glas, Zement und Blei.Common matrix materials are glass, cement and lead.

Der Nachteil bei diesem Vorgehen besteht darin, daß beim Ab sturz eines auf diese Weise hergestellten Gebindes, bei dem der Behälter irreparabel beschädigt wird, die Matrix mit den enthaltenen radioaktiven Materialien entfernt und in einem neuen Behälter eingeschlossen werden muß. Hierbei können durch Brüche in der Matrix an den Bruchflächen radioaktive Substan zen freigelegt werden.The disadvantage of this procedure is that the Ab fall of a container produced in this way, in which the container is damaged beyond repair, the matrix with the contained radioactive materials and removed in one new container must be enclosed. Here you can by Fractures in the matrix on the fracture surfaces of radioactive substance zen be exposed.

Ferner bietet die Matrix in einem solchen Gebinde im Endlager nach Korrosion des Behälters nur einen begrenzten Schutz, da hierdurch an der Wandfläche des Behälters anliegende radioak tive Teile freigelegt werden.The matrix also offers such a container in the repository only limited protection after corrosion of the container because this causes radioactivity against the wall surface of the container tive parts are exposed.

Aufgabe der Erfindung ist, die genannten Nachteile zu vermei den. Es soll ein Behälter angegeben werden, der den einge schlossenen monolithischen Block aus radioaktivem Material und Matrixmaterial im Fall eines Absturzes des Gebindes besser schützt.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned the. A container should be specified, which the on closed monolithic block of radioactive material and Matrix material better in case of a fall of the container protects.

Bei Beschädigung des Behälters soll der Inhalt leicht in einen neuen Behälter umgesetzt werden können. Das gesamte Gebinde soll dem korrosiven Angriff salzhaltiger wäßriger Lösungen einen höheren Widerstand entgegensetzen. Die Hantierbarkeit des Behälters soll den kerntechnischen Bedingungen angepaßt sein.If the container is damaged, the contents should easily be in one new containers can be implemented. The entire package is said to be the corrosive attack of saline aqueous solutions oppose a higher resistance. The feasibility the container should be adapted to the nuclear conditions be.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Behälter mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmalen ge löst. The object is achieved by a container with the features listed in the characterizing part of the main claim ge solves.

Die Unteransprüche geben eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung an.The subclaims give an advantageous embodiment of the Invention.

Der erfindungsgemäße Behälter besteht aus einem äußeren Behäl ter 1, in den ein innerer Behälter 2 eingesetzt ist. Durch Ab standshalter 4 wird ein gleichmäßiger Spalt von etwa 0,5 bis 2 cm zwischen äußerem und innerem Behälter erreicht.The container according to the invention consists of an outer container ter 1 , in which an inner container 2 is inserted. From spacer 4 , a uniform gap of about 0.5 to 2 cm between the outer and inner container is achieved.

Der radioaktive Abfall wird im inneren Behälter 2 vorgelegt. Anschließend wird der innere Behälter mit dem Matrixmaterial in flüssiger Form gefüllt, wobei durch die Öffnungen 3 am Bo den des inneren Behälters das Matrixmaterial den Spalt zwi schen innerem und äußerem Behälter füllt. Für Preß- oder Sin terlinge, die aus radioaktivem Material mit Hilfe eines kera mischen Bindemittels geformt wurden, kann als Matrixmaterial Glas mit einem geeigneten Schmelzbereich verwendet werden.The radioactive waste is placed in the inner container 2 . The inner container is then filled with the matrix material in liquid form, the matrix material filling the gap between the inner and outer containers through the openings 3 on the bottom of the inner container. For compacts or sinters which have been formed from radioactive material using a ceramic binder, glass with a suitable melting range can be used as the matrix material.

Für Hülsen und Strukturmaterialien kann Zementmilch, die zu einem resistenten Zementblock erstarrt, oder Blei geeignet sein.For pods and structural materials, cement milk can be used solidified in a cement block, or lead suitable be.

Falls das radioaktive Material eine geringere Dichte aufweist als die flüssige Matrix, muß das radioaktive Material durch einen Niederhalter z.B. aus einem Stahldrahtgitter am Auf schwimmen gehindert werden.If the radioactive material has a lower density than the liquid matrix, the radioactive material has to pass through a hold-down e.g. from a steel wire mesh on the up be prevented from swimming.

Wenn der Niederhalter etwa 0,5 bis 2 cm unterhalb der Füllhöhe für das Matrixmaterial fixiert wird, ist der radioaktive Ab fall allseitig von einer mindestens 0,5 cm dicken, praktisch inaktiven Schicht des Matrixmaterials umgeben.If the hold-down device is about 0.5 to 2 cm below the fill level is fixed for the matrix material is the radioactive Ab fall on all sides of a at least 0.5 cm thick, practical surrounded inactive layer of the matrix material.

Ein auf diese Weise befüllter, erfindungsgemäßer Behälter wird bei einem Absturz wesentlich weniger leicht beschädigt, denn die Matrixzwischenschicht und der Innenbehälter können zusätz liche kinetische Energie umsetzen und damit deren Wirkung auf die innere abfallhaltige Matrix vermindern.A container according to the invention filled in this way becomes much less easily damaged in a crash, because the matrix intermediate layer and the inner container can additionally implement kinetic energy and thus its effect on reduce the inner waste matrix.

Ferner ist es bei einer Beschädigung des Außenbehälters leicht möglich, den Innenbehälter in einen neuen Außenbehälter umzu setzen, weil keine radioaktiv kontaminierten Flächen freige legt werden.It is also easy to damage the outer container possible to move the inner container into a new outer container set because no radioactive contaminated areas clear be placed.

Da die üblichen Matrixmaterialien dem korrosiven Angriff einer salzhaltigen wäßrigen Lauge im Endlager einen höheren Wider stand entgegensetzen als ein Stahlbehälter, wird der radioak tive Abfall durch die Matrixzwischenschicht wirkungsvoll gegen Auslaugung geschützt.Since the usual matrix materials withstand the corrosive attack of a saline aqueous alkali in the repository a higher resistance opposed as a steel container, the radioac tive waste through the matrix intermediate layer effectively Leach protected.

Claims

1.Cylindrical container made of steel for the temporary and / or final storage of dangerous, especially radioactive substances, which have previously been pressed into tablets with binder, or of shredded sleeves and structural parts of spent fuel elements from nuclear reactors, in which the tablets or sleeves and structural parts in an inactive matrix which continuously surrounds this and is solid in the final state, characterized in that the container consists of an outer container ( 1 ) into which an inner container ( 2 ) is inserted which has at least one opening ( 3 ) in its lower region. having.

2. Cylindrical container according to claim 1, characterized in that on the outer surface of the inner container ( 2 ) or on the inner surface of the outer container ( 1 ) a plurality of spacers ( 4 ) are attached, through which the inner container on all sides at a distance of is held about 0.5 to 2 cm from the outer container.

3. Cylindrical container according to claim 1, characterized in that in the inner container a hold-down ( 5 ), preferably a steel wire mesh, is used, which is fixed in the upper region of the inner container.