METHOD FOR THE TREATMENT OF RADIOACTIVE WASTES

Abstract: 1. A process for handling radioactive waste which occurs in the control areas of nuclear plants, characterised in that radioactive waste occurring in the numerous control areas with relatively high radioactive radiation and a substantial risk of radioactive contamination is collected there initially in small receptacles of varying geometry which are not shielded to any great extent, the small receptacles are then introduced, either by hand or by remote control depending on inventory, into stackable, mobile, multiple receptacles of uniform geometry, which hold several small receptacles, are shielded, dense, correspondingly tested, dockable with nuclear apparatus and are suitable for the intermediate storage of waste in storage chambers, the multiple receptacles are shut away until they are eventually finally filled in a few control areas with low radioactive radiation and a low risk of radioactive contamination, the multiple receptacles are then transported after their eventual final filling to large container-like receptacles which are not shielded to any great extent, at locations within the nuclear site away from the control area, and a large number of multiple receptacles in the large container-like multiple receptacles are densely stacked, then the large multiple containers are transported, depending on inventory, to waste treatment or combustion plants for radioactive waste or to external intermediate stores.

Description: Verfahren zur Handhabung von radioaktiven Abfallmengen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Handhabung von radioaktiven Abfal imengen, die in Kontrollbereichen kerntechnischer Anlagen anfallen. Beim Betrieb kerntechnischer Anlagen fallen radioaktive Abfälle in grosser Vielfalt an, z. B. Papier, Holz, Textilien, Kunstoff, Folien, Gummi, Glas- und Steinwolle, Bauschutt, Glas, Werkstücke, Werkzeuge, Komponenten, metallischer Schrott, Kabel, Filter, Filterrahmen, Schlämme, Konzentrate, Harze, Aktivkohle, Altöl, Szintillatorlösungen, organische Lösungsmittel, radioaktive Quellen, Messstandards, medizinische Präparate usw.. Diese Abfälle können fallweise verwertet werden, in anderen Fällen sind sie als radioaktive Abfälle geordnet zu beseitigen. Der derzeitige Stand der Technik der Handhabung radioaktiver Abfallmengen wird nachstehend am Beispiel von Kernkraftwerken dargelegt. Die Abfälle werden am Entstehungsort in entsprechend zugelassenen Kontrollbereichen bzw. Schutzzonen gesammelt. Häufig werden hierzu offene Behälter oder Ständer mit einem eingelegten Plastiksack von ca. 80 1 Volumen verwendet. In einem Kernkraftwerk, Typ 1300 MWe DWR-Block, können ca. 80 derartiger Sammelstellen vorhanden sein, in einem Reaktorblock, Typ 1300 MWe SWR sind ca. 140 Sammelstellen erforderlich. Je nach Menge der Abfälle müssen die Behältnisse mehrfach täglich entleert werden. In einigen Anlagen wird der Abfall nach brennbaren und nicht brennbaren Anteilen getrennt gesammelt. Von den Sammelstellen erfolgt der Abtransport in ein internes Abfallager bzw. in den dazugehörigen Stauraum. Häufig ist der Abtransport dadurch stark erschwert, dass der Transport z. 8. über mehrere Etagen erfolgt und mehrfach Kontaminationsschutzzonen und Schleusen passiert werden. Die Transportwege können je nach Lage des Abfallagers oder Stauraumes mehrere hundert Meter betragen. Anschliessend werden die Abfälle mit kraftwerkseigenen Pressen (z. B. 16 to Presskraft) in 200 l-Standard-Rollreifenfässer eingepresst. Teilweise wird stückiger Abfall vorher auf Fassgrösse zerlegt und wenn möglich, ebenfalls vorverpresst. Teilweise wird der brennbare Abfall zwecks Ver- brennung in externen Verbrennungsöfen speziell verpackt und in 200 1- Fässer eingebracht. Danach werden die in den 200 l-Fässern befindlichen Abfälle in internen Abfall-Lagern, die sich ebenfalls in Kontrollbereichen befinden, vorübergehend gelagert, falls erforderlich, dekontaminiert und aus den Kontrollbereichen in eine Transportbereitstellungshalle überstel lt. Wegen der bekannten Endlagerproblematik sind die Endlagerkapazitäten begrenzt bzw. nicht vorhanden. Daher werden zunehmend volumenreduzierende Abfallbehandiungsverfahren aktuell, ehe der Abfall zwischenzeitlich zwischengelagert wird. So werden brennbare Abfälle zunächst externen Verbrennungsanlagen zugeführt. Nicht brennbare Abfälle, die sich in Blechbehältern befinden, werden vorgepresst,- mittels Hochdruckpresse gemeinsam mit den Blechbehältern zu tabl ette.nähnl i chen PreBlingen nachverpresst und wiederum in 200 1-Fässer eingebracht, die zwischen- oder fallweise endgelagert werden. Der Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, dass die Sammlung, der Transport, die Behandlung und die Lagerung der Abfälle sehr umständlich, technisch und personell aufwendig ist, andere Verfahrensabläufe behindert, Kontaminationsverschleppung, Unfall- und Brandgefahr einschliesst und die Einhaltung von Annahmespezifikationen externer Behandlungsanlagen erschwert, wodurch zusätzlich auch wirtschaftliche Nachteile entstehen können. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Handhabung von radioaktiven Abfallmengen, die in Kontrollbereichen kerntechnischer Anlagen anfallen, zu schaffen, das die beschriebenen Nachteile beseitigt, die Handhabung in kerntechnischen und nachgeschalteten Anlagen vereinheitlicht, sicherer, übersichtlicher und wirtschaftlicher gestaltet sowie umweltfreundlicher ist. Die Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die in den zahlreichen Kontrollbereichen mit verhältnismässig hoher radioaktiver Strahlung und erheblicher radioaktiver Kontaminationsgefahr anfallenden radioaktiven Abfälle dort zunächst in nicht besonders abgeschirmten Kleinbehältern unterschiedlicher Geometrie gesammelt werden, die Kleinbehälter anschliessend je nach Inventar manuell oder fernbedient in mehrere Kleinbehälter fassende, abgeschi mte, dichte, entsprechend geprüfte, an kerntechnische Einrichtungen andockbare und für die Zwischenaufbewahrung in Stauräumen geeignete,stapel bare,mobile Mehrwegbehälter einheitlicher Geometrie eingebracht werden, die Mehrwegbehälter bis zu ihrer vorgesehenen Endbefüllung zwischenzeitlich in wenigen Kontrollbereichen mit niedriger radioaktiver Strahlung und geringer radioaktiver Kontaminationsgefahr abgestellt werden, weiterhin die Mehrwegbehälter nach der vorgesehenen Endbefüllung zu gegebener Zeit zu nicht besonders abgeschirmten,containerartigen Grossbehältern an kontrollbereichfreien Standorten innerhalb des kerntechnischen Geländes transportiert und eine Vielzahl von Mehrwegbehältern in den containerartigen Mehrweg-Grossbehältern dicht gestapelt werden, ferner die Mehrweg-Grossbehälter je nach Inventar zu Abfallkonditionierungs- bzw. Verbrennungsanlagen oder zu externen Zwischenlagern transportiert werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll der Begriff kerntechnische Anlage auch solche Einrichtungen einschliessen, in denen radioaktive Abfälle anfallen, wiefallweise in Krankenhäusern, in externen Sammelstellen und in Industriebetrieben, in denen radioaktiv gearbeitet wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens werden einheitliche radioaktive Abfälle in entsprechende Kleinbehälter und getrennt in Mehrwegbehälter gefüllt. In vielen Fällen ist es besonders günstig, wenn die Kleinbehälter mehrfach verwendet werden. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Mehrwegbehälter mittels entsprechend ausgestatteten einheitlichen Transportmitteln bewegt werten. Vortei7hafterweise werden als einheitlich gestaltete Transportmittel Traggestelle bzw. Fahrlafetten verwendet. Das nachstehende Beispiel soll das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutern. In einem Kernkraftwerk als Rerntechndscher Anlage fallen in den zahlreichen radioaktiven Kontrollbereichen (A) mit entsprechender radioaktiver Strahlung und hoher Kontaminationsgefahr radioaktive Abfälle an. Diese Kontrollbereiche (Labors, Werkstätten, Dekontaminationsbetrieb, Anwendungstechnikum, Personal schleusen etc.) mögen sich in verschiedenen Gebäuden und hier wieder in mehreren Gebäudeetagen befinden. In den zahlreichen Kontrollbereichen (A), die zum Teil also erheblich räumlich auseinanderliegen können, wird der radioaktive Abfall in Kleinbehältern gesammelt. Die Kleinbehälter können Plastiksäcke, Blechtrommelp, Rollreifenfässer, Knautschtrommeln oder andere geeignete kleinere Gefässe sein. Je nach anf llender Abfallmenge in den einzelnen Kontrollbereichen (A), können-dort täglich mehrere Male gefüllte Kleinbehälter vorliegen. An wenigen Stellen, die örtlich günstig Gruppen der Kontrollbereiche (A) zugeordnet sein können, sind andere Kontrollbereiche (B) mit niedriger radioaktiver Strahlung und geringer radioaktiver Kontaminationsgefahr in Stauräumen eingerichtet, in denen Mehrwegbehälter stationiert sind. Die Mehrwegbehälter sind abgeschirmt ausgestattet, entweder durch das Eigenmaterial, z. B. Stahl, oder aber nach Bedarf durch zusätzliche Abschirmmaterialien. Sie sind direkt mit verschliess- baren Uffnungen versehen, an kerntechnische Einrichtungen wie Schleusen andockbar, mobil eingerichtet und entsprechen den normalen prüftechnisch vorgeschriebenen Anforderungen für die Zwischenaufbewahrung in einem Stauraum und den Transport. Weiterhin sind die Mehrwegbehälter in einheitlicher Geometrie, beispielsweise würfelförmig, gestaltet und stapelbar konstruiert. Jeder Mehrwegbehälter vermag mehrere Kleinbehälter aufzunehmen. Ein z. B. würfelförmiger Mehrwegbehälter aus Stahl- oder Aluminiumblech mit einer Kantenlänge von l m und dekonta minationsfreuRdlicher sickenversteifter Oberfläche, ausgestattet u. a. mit Einfüllöffnungen, Entleerungsklappe und Fronttür, fasst bis zu 1500 kg radioaktive Abfälle. Je nach Bedarf oder.in bestimmten zeitlichen Rhytmus werden die Mehrwegbehälter aus den wenigen Kontrollbereichen (B) in die zahlreichen Kontrollbereiche (A) bzw. zu den zugeordneten Gruppen von Kontrollbereichen (A) gebracht. Das kann manuell oder fernbedient erfolgen. Bewährt haben sich Rollenbahnen, Aufzüge oder Krananlagen. Besonders vorteilhaft ist in vielen Fällen die Verwendung von einheitlich ge stau texten Transportmitteln, wegen Typenabnahmefähigkeit, rationeller Herstellung, Kontrolle und Wartung. Traggestelle bzw. Fahrlafetten haben sich besonders bewährt, da sie u. a. leicht zusammengekuppelt werden können. In den Kontrollbereichen (A) wird der Mehrwegbehälter mit abfallgefüllten Kleinbehältern gefüllt. Fallweise kann der Mehrwegbehälter für das Befüllen an kerntechnische Einrichtungen wie Zellen, Schleusen oder Boxen, in denen sich Kleinbehälter mit gesammeltem Abfall befinden, angedockt werden. Dadurch wird ein gefahrloses umweltfreundliches Befüllen des Mehrwegbehälters ohne Kontaminations- oder Inkorporationsgefahr erreicht. Der zeitliche Befüllrythmus sowie die Transportweg-Führung des Mehrwegbehälters kann mit den in den zahlreichen Kontrollbereichen (A) erfolgenden Tätigkeiten wie Produktion, Decommissioning, Laboruntersuchungen usw. so abgestimmt sein, dass keine dieser Tätigkeiten behindert wird. Die Mehrwegbehälter werden nach dem Befüllen wieder in die wenigen Kontrollbereiche (B) zurücktransportiert und verbleiben zwischenzeitlich dort bis sie, wie vorgesehen; gefüllt sind. Im Anschluss daran werden die befüllten aussen sauberen Mehrwegbehälter zu nicht besonders abgeschirmten containerartigen Mehrweg-Grossbehältern auf Standorten (C) innerhalb des kerntechnischen Geländes transportiert, die kontrollbereichsfrei sind und lediglich überwacht werden. Eine Vielzahl von Mehrwegbehältern wird in den Mehrweg-Grossbe häitern-dicht gestapelt. Als Mehrweg-Grossbehälter können z. B. sogenannte EURO-Normcontainer, Fassungsvermögen ca. 15 - 60 m3, verwendet werden., die, je nach Grösse, bis 48 würfelförmige Mehrwegbehälter, Kantenlänge l m, aufnehmen können. Auf alle Fälle sind Abmessungen und Gewichte der Mehrwegbehälter hinsichtlicher Handhabung, Nutzvolumen und Beladung des Mehrweg-Grossbehälters optimal abgestimmt. Im Anschluss an die Beladung stehen die Mehrweg-Grossbehälter zum Transport zu Abfall konditi.onierungsanl agen, Verbrennungsanlagen oder. zu externen Zwischenlagern bereit. Dort erfolgt die geordnete Entladung der Mehrweg-Grossbehälter und Zuweisung der Mehrwegbehälter gemäss der weiteren Behandlung. Dabei können wiederum die entsprechenden erfindungsgemässen Verfahrensvorteile genutzt werdens wenn die Infrastruktur in den Abfallbehandlungsanlagen erfindungsgemäss angepasst ist. Vorteilhafterweise werden einheitliche radioaktive Abfälle, z. B. für Verbrennungsanlagen vorgesehene Abfälle oder metallische Schrotte für Endlagerung, getrennt in Mehrwegbehälter gefüllt. Dadurch reduzieren sich Sortier- und Sicherheitsaufwand, und die erheblichen Annahmespezifikationen externer Behandlungsanlagen werden wirtschaftlich günstiger erfüllt. Das erfindungsgemässe Verfahren vereinfacht auf überraschender Weise die Handhabung und Ordnung radioaktiver Abfallmengen, es ist bedienungs-, sicherheits- und wartungsfreundlich, reduziert daher die bisherigen hohen Kosten, macht den radioaktiven Abfall-Mengenfluss in jeder Hinsicht überschaubar und vereinheitlicht die Abfall-Mengenbewegung zwischen den Abfallverursachern, den Abfallbehandlern, den Zwischenlagern und gegebenenfalls den Endlagern nach dem Baukastenprinzip, ferner nach gemeinsamen Vorschriften und Anweisungen.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Handhabung von radioaktiven Abfallmengen, die in Kontrollbereichen kerntechnischer Anlagen anfallen, dadurch ge kennzeichnet, dass die in den zahlreichen Kontrollbereichen mit verhältnismässig hoher radioaktiver Strahlung und erheblicher radioaktiver Kontaminationsgefahr anfallenden radioaktiven Ab fälle dort zunächst in nicht besonders abgeschirmten Kleinbe hältern unterschiedlicher Geometrie gesammelt werden, die Klein behälter anschliessend je nach Inventar manuell oder fernbedient in mehrere Kleinbehälter fassende,abgeschirmte,dichte, entspre chend geprüfte, an kerntechnische Einrichtungen andockbare und für die Zwischenaufbewahrung des Abfalls in Stauräumen geeignete stapelbare,mobile Mehrwegbehälter einheitlicher Geometrie einge bracht werden, die Mehrwegbehälter bis zu ihrer vorgesehenen End befüllung zwischenzeitlich in wenigen Kontrollbereichen mit nied riger radioaktiver Strahlung und geringer radioaktiver Kontami nationsgefahr abgestellt werden, weiterhin die Mehrwegbehälter nach der vorgesehenen Endbefüllung zu nicht besonders abgeschirm ten containerartigen Grossbehältern an kontrol 1 bereichfreien Standorten innerhalb des kerntechnischen Geländes transportiert und eine Vielzahl von Mehrwegbehältern in den containerartigen Mehrweg-Grossbehältern dicht gestapelt, ferner die Mehrweg-Gross behälter je nach Inventar zu Abfallkonditionierungs- bzw. Ver- brennungsanlagen für den radioaktiven Abfall oder zu externen Zwischenlagern transportiert werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einheit liche radioaktive Abfälle in entsprechende Kleinbehälter und getrennt in Mehrwegbehälter gefüllt werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleinbehälter mehrfach verwendet werden. 4. Verfahren nach Anspruch l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrwegbehälter mittels entsprechend ausgestatteten einheitlich gestalteten Transportmitteln }#SXtt werden. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als einheitlich gestaltete Transportmitteln Traggestelle bzw. Fahr lafetten verwendet werden.

Inventors: AMBROS, RAINER, DR. DIPL.-PHYS., HOLTZ, HANS, DIPL.-ING., SCHACKY, WERNER, DIPL.-ING., SCHROEDER, HEINRICH, DR. DIPL.-CHEM.
Applicants: TRANSNUKLEAR GMBH
Application year: 1983
Main classification: G21F9
IPC codes: G21F9