放射性材料储存的废物储存库及其建造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在岩层中存储放射性材料的储存库(1)，其中存在至少两个相互隔开的腔体系统(4，6)，并且其中第一腔体系统(4)形成用于容器(20)中的放射性材料的储存室(10)，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，其中所述岩层是多山地块(2)，其中所述第一和第二腔体系统(4，6)通过连接通道(14)在多个转变点处彼此连接，其中所述第一腔体系统(4)形成储存室(10)，在所述储存室中所述容器(20)自立并且即使所述储存室(10)被充满也使可接近且可移除的，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，所述访问系统允许永久访问并且被布置在距所述储存室(10)一定距离处使得所述访问系统(12)在所述第一腔体系统(4)的不同位置处形成用于访问储存室(10)的无辐射区域。

Waste repository for radioactive material storage and its construction method

The present invention relates to a storage library (1) for storing radioactive materials in a rock layer, in which there are at least two isolated cavity systems (4, 6), and the first cavity system (4) forms a storage room (10) for radioactive materials in the container (20), and the second cavity system (6) forms an access system (12), and the second cavity system (6) forms an access system (12). The rock layer is a mountain block (2), in which the first and second cavity systems (4, 6) are connected to each other at a plurality of transition points through a connecting channel (14), in which the first body system (4) forms a storage room (10), and the container (20) is independent in the storage room and is also accessible and removable even if the storage room (10) is filled. In addition, the second cavity system (6) forms an access system (12) that allows permanent access and is arranged at a certain distance from the storage room (10) so that the access system (12) forms a non radiation area for the access storage room (10) at different positions at the first body system (4).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放射性材料储存的废物储存库及其建造方法
本专利技术涉及一种用于在干岩石中储存放射性和产热材料的废物储存库、用于生产放射性材料储存的废物储存库的方法以及多山地块作为废物储存库的用途，废物储存库包括被干燥的岩石材料包围并形成放射性材料储存库空间的至少一个腔体。
技术介绍
由于它们最初仍然非常高的活性，乏燃料棒将在冷却池中被冷却，然后在被传送到最终的废物储存库地点之前，它们必须在适合放射性材料储存和运输的容器内中间储存数十年。中央中间储存库位于Ahaus和Gorleben。每个位置具有420个散货集装箱的容量。例如在德国，中间存储容器可以留在中间储存库中最多40年。到最后这个时候，它们应该被运送到最后的废物储存库。在再处理厂中对燃料棒进行再处理的情况下，将在玻璃中玻璃化的过程中产生高放射性的裂变产物。特别设计的玻璃化废物块容器由50厘米厚的不锈钢壁制成，并且也必须保存在中间存储器中衰减数十年，直到温度降至允许容器被带到最终储存库的点。每年在30个国家的440个核电厂生产12000吨高放射性废物。2012年底，HLW(高放射性废物)在世界范围内累计达到320000吨。专家的共同意见是，应该在深部地质构造中提供高放射性废物的最终处置。通过设置若干障碍物来确保对辐射的永久保护。第一道屏障属于技术性质，并且例如包括将HLW封闭在玻璃化废物块容器中和/或将HLW填充到由铁、不锈钢或铜制成的防辐射容器中。这些容器对核辐射良好隔绝，使得人们可以站在附近没有风险或损伤。在长期储存后，地质屏障应该生效，因为根据专家的说法，按照目前已知的概念，一段时间后的技术壁垒将因腐蚀而不再有效。如果地质障碍是有效的，根据所有目前已知的概念，一个绝对的先决条件是没有水将渗入最终储存库。水的存在会导致储存库自然环境的放射性污染。HLW所发射的辐射将不会被排除在外，还会伴随气体的形成。这种气体形成对气密性容器中处理的废料的长期影响至今尚未完全了解。世界范围内仅有的五种材料，即花岗岩、粘土、盐(盐杆)、Opalinuston和凝灰岩，是世界范围内唯一被认为是处理核废物的适宜的周围材料。只有在德国，例如在Gorleben，有盐杆仍然被认为是有用的材料。由于盐是水溶性的，并且由于不能排除在100万年的时间内有时水渗入地下盐秆中，所以对于最终处置核废物的盐杆具有适当的屏障功能是不可靠的。核废物的最终储存库所需的静态性质不能在盐杆的情况下得到长期的保证。粘土是一种可塑性材料，并显示出太小的静态稳定性。在100万年的时间内，无法对粘土地层的空间变化做出任何可靠的预测。后来处置的核废物桶的回收实际上是不可能的。粘土通过高放射性和产产热能的核废物的干燥和开裂的结果将严重降低其静态特性和隔离核辐射的能力。因此，粘土地层不能用于高放射性和产热的核废物的最终处置。从“Departementsserie2008：73”(ISBN978-91-38-23062-6)出版物中可知，花岗岩在瑞典和芬兰被用作储存低和中辐射级核废物的地下储存库。储存库位于地球表面以下最多100米处。在瑞典和芬兰，高放射性和长期放射性核废物的最终储存库位于400-700米之间。他们没有充分地防止渗水。在瑞士，Opalinston尽管其含水量为6.6％，孔隙率为18.3Vol％，仍然倾向于高放射性核废物的深度处理。凝灰岩在美国被认为可用于高放射性核废物的最终处置。与花岗岩相比，凝灰岩相对较轻，柔软而多孔。与最终储存库相关的损坏类别有三种：静态安全、渗水和损坏的容器。在世界各地计划的所有高放射性核废物储存库都位于地表下、地下水和海平面以下。其通道是通过一个或两个向下倾斜的访问路线(管道或滑槽)。通常不打算在高放射性核废物已被处置之后取回，只有在困难的技术情况下才会有这种可能性，而且这将会涉及相当大的费用。在3000米深度的处置将提供与生物圈更好的隔离，但会使长期的监视和取回变动几乎不可能。目前世界上没有正在运营的高放射性和产热的核废物的最终储存库。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是为高放射性和产热的核废物提供安全和长期可行的最终储存库，确保放射性废物随时可以被监管和取回，并提供一个构建最终储存库的方法。上述目的是通过权利要求1、权利要求13和权利要求18所限定的特征实现的。本专利技术有利地提出，岩层是多山地块，其中第一和第二腔体系统通过在各个过渡点处的连接通道彼此连接，其中第一腔体系统形成储存室，在储存室中容器是独立式的并且即使当储存室完全充满时也是可接近且可移除的，并且第二腔体系统形成访问系统，该访问系统允许永久访问并且位于距储存室一定距离处，使得访问系统在第一腔体系统的不同位置处形成用于进入储存室的无辐射区域。作为腔体，在多山地块中提供至少两个技术上和功能上独立的腔体系统，这些腔体系统通过在各个过渡点处的连接通道在空间上相互连接，其中第一腔体系统形成最终储存库，并且第二腔体系统形成访问系统，访问系统位于距最终储存库一定距离处，使得访问系统形成用于进入最终储存库的无辐射区域，该最终储存库在第一腔系统的不同位置独立于第一腔系统。可以理解的是，多山地块最好是天然的多山地块。然而，按照所提出的专利技术的精神，也可以设想，多山地块是人造结构，例如由花岗岩块制成，或由花岗岩块或石块与耐久混凝土的混合物制成。在没有合适的岩层存在的情况下，这种构造是必要的。此外，当然，虽然本专利技术涉及一种适用于无限期的放射性材料自存储的最终储存库，它更适合作为中间储存设施，并且适用于低放射性材料。所提出的解决方案对于高放射性和产热的核废物的最终储存具有以下优点：-在无限的时间内防止放射性辐射-持久保存HLW容器(作为防止放射性辐射的第一项技术保护)，从而暂时无限制地防止辐射-在未来的任何时间，例如在不到24小时的时间内，可以取回被分配给终端存储的任何单独的HWL容器-未来随时可能重新处理高放射性废物，例如嬗变-HLW容器的开放存储，以及在完整性、放射性、温度和湿度方面无限时地监视每个单独的最终储存容器的可能性-无限时保证所有空间结构的静态安全-由围绕储存库的整体式花岗岩引起的地震的安全性，其中，由于花岗岩的物理性质，不包括腔体系统的塌陷-通过储存库的升高的位置超过所有可能的水位，从物理上防止最终储存库水，特别是地下水、海水、来自内陆湖泊的水、来自洪水泛滥的河流或海啸的水的洪水泛滥的可能性，-将容器存放在距离地下水位和海平面以上和周围河流最大洪量计上方的最终储存库中-空间扩大HLW的最终储存库的暂时无限的可能性-无限时安全地接近和离开HLW的最终储存库-可以随时通过安全、技术和功能独立的访问系统安全访问最终储存库的内部空间-在被完全充满之后永久性的，即暂时无限制的被动功能，而不需要技术援助和/或人或电子控制或监视活动。优选地，提出了两个腔体系统都被安装在岩层中，同时基本上彼此平行地延伸并具有大致向上的坡度。平行布置可以确保在任何时候都可以访问储存库中的任何位置。腔体系统的向上坡度可靠地防止了水的聚集，此外使被动但不可避免的通风流入和通风流出成为可能。由于储存室的地面向上倾斜例如大约5％，在重力的作用下，会自动排出雨水或其他侵入的水。此外，通过腔体系统的通道的大致上升定向，为储存室和/或访问系统建立相应的被动通风流入和通风流出系统。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在岩层中存储放射性材料的储存库(1)，其中提供至少两个相互隔开的腔体系统(4，6)，并且其中第一腔体系统(4)形成用于容器(20)中的放射性材料的储存室(10)，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，其特征在于，所述岩层是多山地块(2)，其中所述第一和第二腔体系统(4，6)通过连接通道(14)在多个转变点处彼此连接，其中所述第一腔体系统(4)形成储存室(10)，在所述储存室中所述容器(20)自立并且即使所述储存室(10)被充满也使可接近且可移除的，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，所述访问系统允许永久访问并且被布置在距所述储存室(10)一定距离处使得所述访问系统(12)在所述第一腔体系统(4)的不同位置处形成用于访问储存室(10)的无辐射区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.07 DE 102015208492.21.一种用于在岩层中存储放射性材料的储存库(1)，其中提供至少两个相互隔开的腔体系统(4，6)，并且其中第一腔体系统(4)形成用于容器(20)中的放射性材料的储存室(10)，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，其特征在于，所述岩层是多山地块(2)，其中所述第一和第二腔体系统(4，6)通过连接通道(14)在多个转变点处彼此连接，其中所述第一腔体系统(4)形成储存室(10)，在所述储存室中所述容器(20)自立并且即使所述储存室(10)被充满也使可接近且可移除的，并且所述第二腔体系统(6)形成访问系统(12)，所述访问系统允许永久访问并且被布置在距所述储存室(10)一定距离处使得所述访问系统(12)在所述第一腔体系统(4)的不同位置处形成用于访问储存室(10)的无辐射区域。2.根据权利要求1所述的储存库(1)，其特征在于，两个腔体系统(4，6)基本上彼此平行地延伸并且基本上向上倾斜地形成在所述多山地块(2)中。3.根据权利要求1或2所述的储存库(1)，其特征在于，所述第一和/或第二腔体系统(4，6)各自包括相应单独的下入口和出口(30、31)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述第一腔体系统和/或所述第二腔体系统(4，6)在上端处包括进入自由的环境的单独的上出口(40，41)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述连接通道(14)和所述腔体系统(4，6)至少部分为隧道形状，所述连接通道(14)不以直线取向延伸，并基本上水平或向下倾斜地延伸到所述第一腔体系统(4)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述腔体系统(4，6)各自包括至少一个被动通风系统。7.根据权利要求1至6中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述第二腔系统(6)在相同高度处平行于所述第一腔系统(4)延伸，或者垂直定位在所述第一腔体系统(4)的上方。8.根据权利要求6或7中任一项所述的储存库(1)，其特征在于，所述通气系统包括间隔开预定间距的通风(18)通道，所述通风通道优选地以弯曲的轨迹延伸穿过所述岩层(2)并且向下倾斜至外部。9.根据权利要求1至8中任一项所述的储存库(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱纳·蒂芬巴赫，
申请(专利权)人：莱纳·蒂芬巴赫，
类型：发明
国别省市：德国,DE