DE3008992C2

DE3008992C2 - Behälter für den Transport- und/oder die Lagerung radioaktiver Stoffe

Info

Publication number: DE3008992C2
Application number: DE3008992A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Transnuklear 6450 Hanau De GmbH
Current assignee: Transnuklear 6450 Hanau De GmbH
Priority date: 1980-03-08
Filing date: 1980-03-08
Publication date: 1984-02-02
Also published as: EP0035670B1; EP0035670A1; ES500048A0; ES8303792A1; DE3008992A1; US4451739A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Behälter für den Transport und/oder die Lagerung radioaktiver Stoffe, insbesondere von bestrahlten Brennelementen aus Kernreaktoren, mit einer variablen, der Strahlungsintensität der radioaktiven Stoffe angepaßten Abschirmung gegen Gamma- und gegebenenfalls Neutronenstrahlung, wobei auf dem Behältermantel eine Metallstruktur aufgebracht ist, die gegebenenfalls ein Neutronenabschirmmaterial enthält.

Ein derartiger Behälter ist aus der DE-GM 79 11 030 bekannt.

Zum Transport und zur Lagerung bestrahlter bzw. abgebrannter Brennelemente aus Kernreaktoren benötigt man Behälter, die die Radioaktivität des Gutes sicher zurückhalten. Die Konstruktion dieser Behälter unterliegt daher strengen Vorschriften, vor allem was die Unzerstörbarkeit des Behälters bei Unfällen und den Schutz der Umwelt vor radioaktiven Strahlen betrifft. Die Behälter zum Transport und zur Lagerung bestrahlter Brennelemente müssen einen Schutz gegen radioaktive Strahlen bieten. Dabei ist jedoch das Material zur radioaktiven Abschirmung so zu wählen, daß das Gewicht der Abschirmung, das den größten Teil des Gewichts des Transportbehälters ausmacht, aus wirtschaftlichen Gründen rr.öglichst klein gehalten wird. Außerdem ist darauf zu achten, daß die Zerfallwärme der transportierten bzw. gelagerten Brennelemente sicher nach außen abgeleitet werden kann.

Die Abschirmung der Behälter muß die gesamte biologisch wirksame Strahlung zurückhalten, was vorzugsweise mittels einer Umhüllung aus Uran, Blei ^b3 oder Stahl geschieht, die vor allem die Gammastrahlung absorbiert. Hinzu kommt die Neutronenabschirmung, die meist zwischen den Kühlrippen, gelegentlich auch in

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b0 Kanälen des Behältergrundkorpers eingebracht ist.

Ein Nachteil bekannter Abschirmbehälter besteht darin, daß die Dicke der Abschirmung gegen radioaktive Gamma-Strahlen dem maximal zum Transport bzw. zur Lagerung vorgesehenen Auilegungsfall entspricht Bei einem Großteil der Transporte und beim Einsatz als Lagerbehälter sind z. B. jedoch abgebrannte Brennelemente enthalten, die im Brennelementlagerbecken des Kraftwerkes schon soweit abgeklungen sind, daß in diesen Fällen die Abschirmung überdimensioniert ist In solchen Fällen ergeben sich also unnötig hohe, durch die Gamma-Abschirmung bedingte Einsatzgewichte, sowie hohe Herstellungs- und Transportkosten.

Bei dem bekannten Behälter der eingangs genannten Art ist daher bereits vorgesehen, mit Neutronenabschirmmaterial gefüllte und mit Kühlrippen versehene Hohlkörper auf einem dichten Grundbehälter austauschbar anzubringen. Der Nachteil besteht jedoch darin daß zwar eine Varianz in der Wärmeabfuhr und gegebenenfalls der Neutronenabschirmung erreicht wird, jedoch praktisch nicht in der Abschirmung gegen Gamma-Strahlung, auch wenn durch Varianz der Materialstärke der Metallstruktur der Hohlkörper eine gewisse Vaiianz der Abschirmung gegen Gammastrahlen erzielbar ist.

Weiterhin sind auch zweiteilige Abschirmbehälter bekannt die aus einem relativ einfach gestalteten dünnwandigen Innenbehälter mit Barrierenfunktion bestehen, der sich auswechselbar in einem Außenbehälter mit Abschirmfunktion und mit Kühlrippen befindet wobei entsprechend dem radioaktiven Inventar des Innenbehälters ein anderer jeweils dafür ausgelegter Außenbehälter verwendet wird. Nachteilig sind jedoch die sich aus der Umladung ergebenden Schwierigkeiten, sowie die hohen Kosten der zahlreichen bereitzustellenden schweren und aufwendigen Außenbehälter.

Außerdem sind Transportbehälter für radioaktive Materialien bekannt, bei denen ein Teil der Gammaabschirmung durch abgewinkelte Kühlrippen erzielt wird (DE-AS 19 34 048). Da diese Kühlrippen jedoch nicht austauschbar am Behälter befestigt sind, läßt sich die Gammaabschirmung hiermit nicht variieren. Auch ein in der US-PS 37 80 306 beschriebener Behälter erlaubt nur eine Varianz der Neutronenabschirmung, nicht jedoch die der Gammaabschirmung.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behälter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf einfache Weise eine Varianz der Abschirmung gegen Gammastrahlung ermöglicht wird.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abschirmung gegen Gammastrahlung ganz oder teilweise als Metallwicklung aus Draht oder Band auf dem Behältermantel aufgewickelt ist.

Vorteilhafterweise sind Kühlrippen ganz oder teilweise in die Metallwicklung eingebettet. Außerdem ist es oft von Vorteil, wenn die Hohlräume der Metallwicklung mit einem Neutronenabschirmmaterial gefüllt sind, insbesondere in Form von Matten und Folien, die in die Metallwicklung mit eingewickelt sind. Vorzugsweise wird die Metallwicklung seitlich durch Bleche begrenzt.

Der erfindungsgemäße Behälter ist in beispielhaften Ausführungsformen in den A b b. I bis IV schematisch dargestellt.

Der Behälter (1), mit einem Abschirmdeckel (3) und einem Außendeckel (4) versehen, stellt die dichte Umschließung für das in ihm befindliche radioaktive Material dar. Der Behältermantel ist umwickelt mit einer Metallwicklung (2), die Gamma-Abschirmfunktion

hat. Zur Anpassung an die radioaktiven Inhalte ist die Metallwicklung (2) fallweise mehrlagig aufgebracht Die Wicklung (2) ist relativ einfach durch Rotation des Behälters (1) aufzubringen bzw. zu entfernen. Geeignet als Wicklung (2) sind Metallbänder aus gux Gamma-absorbierendem Material, insbesondere aus Stahl. Besonders günstig ist es, für die Metallwicklung (2) Draht bzw. Kabel zu verwenden. Fallweise kann die Metallwicklung (2) zwischen den Kühlrippen (9), die sich gegebenenfalls am Behälter (1) befinden, verlegt werden. Es ist jedoch vorteilhaft, lose Kühlrippen, aus abgewinkelten Blechen (9) bestehend, durch teilweises Umwickeln mit der Metallwicklung (2) zu befestigen. Es hat sich dabei als günstig erwiesen, die Metallwicklung (2) seitlich durch auf dem Behälter (t) befestigte Bleche (5) zu begrenzen. In speziellen Fällen ist es auch gunstig, die Bleche (5) abgewinkelt nach dem Buchstützenprinzip durch Belastung mit der Metallwicklung (2) lösbar zu fixieren. Vorteilhafterweise werden die in der Metaliwicklung (2) vorhandenen Hohlräume (b) mit Neutronenabschirmmaterial gefüllt. Dafür kommen vor allem fließfähige, aushärtende Kunststoffe mit Neutronenabschirmungseigenschaften in Frage. In einer besonders vorteilhaften Variante werden Lagen (7) aus Neutronenabschirmmaterial, z. B. Folien oder Matten, in die Metallwicklung (2) mit eingewickelt Die Enden der Metallwicklung (2) können durch Klemmen, Schrauben oder sonstige Methoden entweder am Behälter (1), an seinen Zusatzeinrichtungen oder durch Befestigung an der Wicklung (2) selbst fixiert sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Behälter fur den Transport und/oder die Lagerung radioaktiver Stoffe, insbesondere von bestrahlten Brennelementen aus Kernreaktoren, mit einer variablen, der Strahlungsintensität der radioaktiven Stoffe angepaßten Abschirmung gegen Gamma- und gegebenenfalls- Neutronenstrahlung, wobei auf dem Behältermantel eine Metallstruktur aufgebracht ist die gegebenenfalls ein Neutronenab- ^Hl schirmmaterial enthält dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung gegen Gammastrahlung ganz oder teilweise als Metallwicklung (2) aus Draht oder Band auf dem Behältermantel aufgewickelt ist. '⁵

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß Kühlrippen (9) ^anz oder teilweise in die Metallwicklung (2) eingebettet sind.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Metallwicklung (2) seitlich durch Bleche (5) begrenzt ist

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß zur Abschirmung gegen Neutronenstrahlung die Hohlräume (6) der Metallwicklung (2) mit Neutronenabschirmmaterial ^:5 gefüllt sind.

5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das Neutronenabschirmmaterial in die Metallwicldung (2) als Matten oder Folien (7) mit eingewickelt ist.

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