用于废弃物储存的封装箱制造技术

本发明专利技术是有关于一种用于储存放射性废弃物的一封装箱，其是适合于安全、超长的终极处置，此种处置具有一湿气无法渗透、抗腐蚀石墨母体以及被金属包装的废弃物产品，其是被嵌入至母体之中。用于制造此种封装箱的方法亦是本发明专利技术的一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种废弃物储存箱，其是适合于超长安全终极处理，具有一湿气无法渗透、抗腐蚀石墨母体以及至少一废弃物隔室，其乃是被嵌入至基体之中。再者，本专利技术特别是有关于一种制造废弃物储存箱的方法。
技术介绍
会发出放射性辐射线的废弃物含有分裂及衰变产物。本专利技术是特别适合于具有高程度放射性废弃物(亦即所谓的高程度废弃物(High Level Waste7HLff))的终极处理。此种废弃物是累积了废核燃料组件的再处理。此外，未被再处理的废核燃料组件是被分类为高程度废弃物(HLW)。光是在欧洲，目前约有8000立方米的高程度废弃物(HLW)，来自于在中间储存设 施中的再处理工厂。每一年，约有280立方米的高程度废弃物被增加。对于此种高程度废弃物(HLW)的所有目前可得的材料与程序到目前为止并不适合于终极的处置。来自于一轻水反应炉的废核燃料组件的再处理是每一年累积。在核燃料再处理之后，废弃物是以一液体的形式存在，并且经常是通过锻烧而被转换成一固体形式。不幸的是，衰变热量及单一放射性核素的半衰期是以数十进制而彼此不同。对于高程度废弃物(HLW)的调理与储存，一系列的方法已被发展去符合一终极处置地点的要件。为了确保高程度废弃物(HLW)的安全超长终极处置，关于容器的腐蚀抵抗能力是高度需求于封装箱的上，如此一来，由幅(radiolysis)所引起的湿气穿透以及导致的腐蚀能被大幅地排除，尽管有放射性辐射与高于100° C的温度。再者，通过扩散程序的放射性核素的流动性是被要求尽可能的低。目前，用于制造含有HLW的玻璃块的方法是最被发展。出现于再处理设施的高程度废弃物(HLW)是较佳地被熔化于高硼硅玻璃之中，以及所产生的玻璃块是被引入至不锈钢容器之中，并且因此代表着废弃物封装箱。HLW块的玻璃化是已经以生产规模被实现。对此，在法国的生产设施是被建立，而从1970年运作至今。外钢容器是对于物理放射性核种的腐蚀保护层以及扩散阻碍物。容器的腐蚀抵抗力特别是取决于容器的形式，湿气帽(moisture hat)是存在的，以及关联的幅(radiolysis)是处于超过100° C的温度。由一外金属容器围绕的所有含HLW零件的缺点是金属容器的有限的腐蚀抵抗力。此是由于到目前为止可用于制造容器的金属材料具有至多大约10，000年的腐蚀抵抗力的一预期的最大值。因此，超过此时期的放射性废弃物的一安全冢无法被保证。此外，来自于已知封装箱的衰变热是被低热传导率所阻碍。包含小HLW粒子的涂布的方法并不是成功的。此是由于加重的生产状况在热巢室运作过程中于烧结废物粒子的涂布之中于紊乱流化床工厂中与对于运载气体(高至20m3/小时)的一高需求有关，由困难与费力的粒子调节所跟随。一进一步的原因是运载气体的昂贵的处置。在德国，其是欲埋葬装载有HLW的封装箱于盐岩钻孔或洞穴之中，并且是欲在以盐材料或盐凝结物的埋葬后密封相同的封装箱。然而，在此种概念上的一同意协议至今未被发现。再一次地，在德国的潜在处置地点的一评估是自从2002年被施行。根据习知技术的钢容器具有避免钢容器腐蚀的功能以及防止来自于含HLW零件(例如，玻璃块)的物理放射性核种的扩散的功能。由于外钢容器的腐蚀抵抗力是被限制于至多10，000年，超过此时期的物理放射性核种的一安全包含无法被保证。
技术实现思路
本专利技术基本上采用如下所详述的特征以为了要解决上述的问题。因此，本专利技术的目的是要提供用于废弃物储存的封装箱，其可允许此种废弃物的一安全超长终极的处置以及能被符合成本效益地制造。此目的是由申请专利范围的议题所解决。根据本专利技术的封装箱包括一母体以及嵌入至该母体中的多个废弃物隔间。所述多个废弃物隔间较佳地包括含有废弃物的复合压挤的组件(例如，杆)，其是由一金属壳所无缝围绕。因此，所述多个废弃物隔间较佳地具有位于一金属壳中的多个废弃物产品。所述多个废弃物产品能以一捆扎物被混合，其较佳地是玻璃。该母体包括石墨及玻璃做为无机捆扎物。废弃物产品能较佳地被选自于废核燃料组件。在此说明书中使用术语“废弃物产品”意味着废弃物经常是数个产品的一混合物。根据本专利技术，该术语亦涵盖了由一单一组件所构成的产品。封装箱是由一反逆形态(反逆设计)所赋予特征。对比于已知的封装箱，根据本专利技术的废弃物封装箱的多个废弃物隔间是嵌入至一抗腐蚀、湿气无法渗透的玻璃石墨母体(impermeable Graphite-Glass-Matrix, IGG-Matrix)之中。在这方面，重要的是，夕卜钢容器的功能是通过多个废弃物产品的金属壳所变换至内封装区域之中，因此为“反逆设计”。防止物理放射性核种的腐蚀及扩散的必要条件彼此分开于根据本专利技术的封装箱之中。IGG-Matrix较佳地是无气孔的以及具有一高密度，其是接近理论密度，并且因此是湿气无法渗透以及抗腐蚀的。内金属壳作用如同一扩散阻碍物。由于在一方面IGG-Matrix的高腐蚀抵抗力以及在另一方面于封装箱的内部区域中的嵌入废弃物的完整无缺的金属壳，从封装箱进入生物圈中的物理放射性核种的任何释放是被防止于一超长的时间(超过I百万年)。根据本专利技术，具有玻璃做为无机捆扎物的一无法渗透与抗腐蚀的石墨母体已被发展用于废弃物的整合。石墨是一种材料，其已知具有一高腐蚀抵抗力以及抗辐射的稳定度。天然石墨可以不改变的形式存在数百万年已经被确认了。在母体中的石墨部分较佳地总计占60%至90%的重量。较佳地，石墨是天然石墨或合成石墨或两者的混合物。更佳地，根据本专利技术的在母体材料中的石墨部分包括占60%至100%重量的天然石墨以及占0%至40%重量的合成石墨。合成石墨亦能被指涉为是石墨化的石墨粉末。天然石墨的优点是在于定价好、石墨颗粒无纳米裂隙以及能通过施加适当的压力以几近理论密度被压缩成塑造体。根据本专利技术，被使用做为捆扎物的玻璃较佳地是高硼硅玻璃。高硼硅玻璃的优点是良好的腐蚀稳定性。高硼硅玻璃是具有高化学与温度抵抗力的玻璃。举例来说，对于水及许多化学药品的良好的化学抵抗力能通过玻璃的硼含量来被说明。高硼硅玻璃对抗温度的突然波动的温度抵抗性及不敏感性是大约3. SxlO-6K-1的热膨胀的低系数的结果。举例来说，普遍的高硼硅玻璃是Duranκ、1)>.丨 V、llmabon1、':、Simax1、':、SoIkIexiIiuiIxKs再者，根据本专利技术的捆扎物具有在热处理过程中不会形成气体裂隙的优点。此意味着根据本专利技术的无机捆扎物不是反应过程的部分，以及因此没有气孔会被形成。被使用的无机捆扎物具有封闭可能形成的气孔的优点，其导致所述的高密度、湿气无法渗透性以及卓越的腐蚀抵抗性。较佳地，无机捆扎物是被使用于母体中占高达40%的重量。更佳地，无机捆扎物是在母体中占10%至30%的重量。最佳地是，无机捆扎物是在母体中占15%至25%的重量。如此的一种母体是适合去做为用于一超长时间架构的一腐蚀障碍物。结合于根据本专利技术的废弃物隔间的构造，封装箱的卓越特性可以被获得。特别的是，母体本质上是无气孔的，并且具有大于理论密度的99%的一密度。重要的是，石墨本体具有一高密度以防止湿气进入至封装箱之中。此是通过材料的选用以及制造方法而被确保。物理放射性核种的衰变热的散热是通过以金属装进的形式至IGG-Matrix中的废弃物产品的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.25 DE 102010003289.11.一种用于废弃物储存的封装箱，包括一母体，其特征在于多个废弃物隔间是嵌入至该母体之中，以及该母体包括石墨及一无机捆扎物，其中，该无机捆扎物为玻璃。2.根据权利要求I所述的用于废弃物储存的封装箱，其中，在该母体中的石墨的部分是占60%至90%的重量。3.根据权利要求I或2所述的用于废弃物储存的封装箱，其中，该无机捆扎物具有低于1500° C的熔点或软化点。4.根据权利要求I至3的至少一项权利要求所述的用于废弃物储存的封装箱，其中，所述多个废弃物隔间包括位于一金属壳中的多个废弃物产品。5.根据权利要求4所述的用于废弃物储存的封装箱，其中，所述多个废弃物隔间包括与一捆扎物混合的所述多个废弃物产品，其较佳地为玻璃。6.根据权利要求I至5的至少一项权利要求所述的用于废弃物储存的封装箱，其中，该捆扎物为高硼硅玻璃。7.根据权利要求I至6的至少一项权利要求所述的用于废弃物储存的封装箱，其中，该无机捆扎物是在该母体中占40%的重量。8.—种制造用于废弃物产品储存的封装箱的方法，包括 填充多个废弃物产...

【专利技术属性】
技术研发人员：米兰·赫罗瓦特，理查德·希曼恩，卡尔海因兹·格罗斯，
申请(专利权)人：ALD真空技术有限公司，
类型：
国别省市：