SE423655B - Sett att omvandla partikelformigt radioaktivt material till en fast kropp - Google Patents

Description

15 20 _25 55 so0ss9a-1.

Uppfinningen avser ett sätt att omvandla ett partikelformigt eller styck- formigt radioaktivt material såsom bitar av kapslingsrör och en blandning av radioaktivt material och ett mot vattanutlösning beständigt material i partikelform så att en tät kropp bildas. Omvandlingen åstadkommas genom att i en behållare inneslutet pulver utsättas för hög temperatur och högt tryck. Risk för kontaminering av en ugn och dess gasförsörjningssystem kan uppstå om tryckgas skulle läcka in i kapseln och vid tryckavlastningen efter pressningen blåsa ut radioaktivt material ur behållaren. Enligt upp- finningen utföres behållaren redundant så att risken för läclcning under pressningen i allt väsentligt elimineras. Det radioaktiva materialet inne- slutes i iförväg samnansatt behållare av två eller flera utanpå. varandra placerade plåtkapslar. Kapslarna har en utformning som möjliggör påsvets- - ning av separata lock i tur och ordning med enkla metoder som möjliggör fjärrmanövrering. Arbetet i den "heta cell" där fyllningen och förseglings- svetsningen måste utföras är utomordentligt besvärligt då högaktivt avfall behandlas. Denna cell måste med, hänsyn till den höga strålningsintensiteten hos det aktiva materialet omges av strålningsabsorberande väggar. Betong- väggar med en tjocklek av upp till 2 m kan fordras .I Det är därför ytterst betydelsefullt med den förenkling som de föreslagna, förberedda flerskikts- behållarna utgör. Utrymmen som bildas mellan behållarens kapslar, främst f mellan looken fylles lämpligen med ett sfäriskt stålpulver som kan packas till 65-70 % av den teoretiska tätheten. Metallstycken kan också användas.

Denna fyllning minskar deformationen avpden yttre kapseln och därmed risken för bildning av läckor. Det är fördelaktigt att utföra kapslarna så att av- ståndet mellan svetsarna., som sammanfogar en kapsels huvuddel och lock komer att befinna sig på relativt stort avstånd från en annan kapsels motsvarande svetsar. Den första kapseln kan förses med ett koppformat lock som skjutes ner i kapselns huvuddel och den andra kapseln med. ett hattformat lock som skjuter ett stycke ner över den första kapseln. Den första kapseln, vanligen dess lock, kan på. i och för sig lsänt sätt förses med ett e-vakueringsrör som efter evakuering tillslutes och omges av en. med pulver fylld huv som gstätt anslutas till kapseln. Kapslamas upptill öppna huvuddelar är införda i var- enas-e före :fyllningen ev 'det perfiikulare meterielet. Dette irynee via me- temperatizr. Likaså påsättes och svetsas looken samman med huvuddelarna. vid rumstemperatur eller relativt låg temperatur. Detta och en ur svetssynpunkt lämplig placering av skarvställen underlättar svetsningen och bidrar till att täta svetsar kan åstadkommas.

Ett problem vid inkapsling av radioaktivt material är att materialet i många fall har sådana paclomingsegenskaper att fyllfaktorn vid enkel ifyllning blir 10 15 25 55 5 8003698-1 låg. Den härav föranledde. stora deformationen vid pressningen medför att en kapsel kan fomförändras och t ex böjas. Ett sätt att minska risken för denna oönskade fozmförändring kan förenas med det föreslagna redundanta kapslingssystemet. Kapslarnas ändpartier utformas på sådant sätt att de deformeras lättare än mittpartiet. En viss axiell sammanpressning kan då erhållas vid trycksättningens början. Denna axiella sammanpressning min- skar den radiella sanzmanpressningen, något som bidrar till minskad risk för en deformation som ennebär krölcning av kapseln. För att erhålla. den önskade effekten kan gavlarna vara utåt konvexa och korrugerade som mem- bran.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till bifogade figurer 1-5 som visar ett antal alternativa utföringsformer för de i sättet använda kapslarna.

De i figurezma visade behållarns. är samtliga uppbyggda av en första inre kap- sel, en andra kapsel som omger denna och ytterligare en tredje yttre kapsel.

Samtliga är utförda med en upptill öppen huvuddel som tillslutes med ett lock.

Kapselns huvuddel och lock är så. utförda att de kan förenas genom svetsning med ett kantförband som ger goda möjligheter att åstadkomma en gastät svets- fog.

I utförandet enligt fig 1 består den inre kapseln 1 av en helt cylindrisk huvuddel 1a som är tillsluten upptill av ett koppformat lock 1b. Delarna är sammanfogade med ett kantförband 2. Denna kapsels lock 1b är försett med en evakueringspip 5 som efter evakuering av kapseln tillslutits genom hoppress- ning och tätsvetsning. Denna evakueringspip är omgiven av en huv 4. Utrymmet 5 mellan pipan 3 och huven 4 är fyllt med ett metallpulver som minskar defor- mationen av huven 4 vid pressningen och därigenom minskar risken för sprick- bildníng med läckrisk som följd. Denna inre kapsel 1 är fylld med det partikel- formade materialet 6 som innehåller kärnbränsleavfall. En andra kapsel 7 be- står av en huvuddel 'la som är försedd med en utåtriktad fläns 7b och ett hatt- format lock 7c med en utåtriktad fläns 7d. Dessa flänsar 'ïb och 7d är förenade med ett kantförband 8. Utrymmet 9 mellan locken 1b och 7c är fyllt med ett pulver, exempelvis ett sfäriskt rostfritt stålpulver. Detta pulver har till uppgift att minska defomationenxa av locket 7c vid pressningen och därigenom minska riskerna för att svetsen 8 eller locket 7c brister och läckor uppstår.

En tredje kapsel 10 består av en huvuddel 10a med en fläns 10b och ett hatt- format lock 10c med en fläns 10d. Dessa flänsar 10b och 10-d är förenade med ett kantförband 11. Genom detta kapselutförande erhålles mycket god redundans. 10 15 20 25 50 55 laoozses-1 Genom tre barriärer är risken för lackning och risken för en på. grund av läck- ning misslyckad pressning mycket liten. Risken för att radioaktivt material på grund av läsk-ning skall kunna komma ut och förorena en tryckugn är i allt väsentligt elimineraa. ' I utförandet enligt fig 2 är den inre kapseln 21 utförd med en helt cylindrisk huvuddel 21a och ett koppfonnat lock 21b som är saznmanfogade med ett kantför- band 22. De yttre kapslarna 23 och 25 är utförda med en huvuddel 23a respektive 25a. och med koppformade lock 23b respektive 25b som är sammanfogade med kant- förband 24 respektive 26. För att plats skall finnas för att svetsa kantför- banden är kapslar-nas huvuddelar 23a respektive 23b försedda. med utkragningar 23o respektive 25c. Mellenrummen 27 och 28 mellan looken 23b och 25b är fyllda. med stålpulver som begränsar pdeformationerna. ' I utförandet enligt fig 3 är den yttre kapselns huvuddel 30a helt cylindrisk och försedd med ett koppformat lock_31'n_. Dalen 31a och locket 31b är förenade med en svets i form av ett kantförband 32. De inre kapslarnas huvuddelar 33a respektive _ 35a är upptill utformade med insnömingar 33o och 350 så. att ett spel uppstår mot omgivande kapsel så att plats finns för sammansvetsning av kapseldelarna 333, respektive 35a med de koppfcrmade looken 33b och 35b med kantförband 34 och 36. Mellanrummen 37 och 38 mellan looken 33b och 35b är fyllda med stálpulver för minskning av defozmationer. I Utförandet enligt fig 2 är gynnsamt ur fyllningssynpunkt genom att öppningen upptill är stor och god möjlighet att packa pulvret 6 finnes. Däremot får man dött utrymme i ugnen. Utförandet enligt fig 3 ger bättre utnyttjning av ugnen men sämre förhållanden vid ifyllning och packning av pulver. varianten enligt fig 4 är också utförd så. att utrymmet i en tryckugn kan ut- * nyttjas maximalt. Samtliga kapslars huvuddelar 41a, 43e. och 4Sa är upptill utformade med insnörningar 41c, 43c och 45c samt med radiellt orienterade flänsar 41d, 43d och 45d. Den innersta kapseln 41a tillslutes genom svetsning med ett plant lock 41b med' ett kantförband 42. Den mellersta och den yttre kapseln 43a resp 45a tillslutes med hattformade lock 43b resp 4511. Dessa är försedda med radiellt orienterade flänsar 43e resp 45e som genom svetsning förenas med flänsama 43d resp 45d med kantförband 44 resp 46. Mellan kaps- larna placeras plåtringar 47 resp 48 som gör det möjligt att fylla pulver i utrymmena 49 respektive 50 innan looken 43b resp 43b anbringas. Även i detta utförande blir svetsställena ättåtkomliga så. att anslutningssvetsar kan läg- gas utan svårighet.

Claims (8)

8003698-1 Varianten enligt fig 5 är sammansatt av två. flaskformade kapslar 50 och 51. Den inre kapseln 50 kan bestå. av exempelvis titan, den yttre av exemplevis rostfritt stål, Den inre kapslen 50 är utförd med relativt liten hals 52 med en fläns 55 och tillslutes med ett lock 54 som efter fyllningen gastätt förenas med flänsen 55 genom svetsning. Kapseln 51 är utformad med en öpp- ning 55, en lutande fläns 56. Ett av delarna 57 och 58 sammansatt lock är avpassat till öppningen 55. Lockets 57, 58 del 57 är utformad med en fläns 59 som vid tillslutning av kapseln 51 gastätt förenas med flänsen 56 genom svetsning. Mellanrummet mellan halsen 52 och locket 57, 58 utfylles med stödjande metallblock 60 som förhindrar allt' för stor deformation av lock- delen 57 vid pressningen. Kapseldelamas 50 och 51 bottnar och dess övre ändpartier är utförda med ringformade korrugeringar 61 och 62 respektive 63 och 64. Dessa underlättar axiell hoptryclcning av kapseln i pressningens initialskede och ger en viss axiell kompaktering som eliminerar eller åt- minstone minskar kapselns distorsion vid pressningen. Kapseln är uppställd på en stödring- 66. Fig 6 visar kapseln enligt fig 5 efter pressnizxg. Innehållet 65 exempelvis skrot av kapslingsrör har pressats till praktiskt taget full täthet. Kapslar av det slag som ovan beskrivits kan ha en längd av mellan 2000 och 5000 mm och en diameter på 500-600 mm. Kapslarna 50 och 51 och deras respek- tive lock är efter pressningen förenade. PATENTICRAV

1. Sätt att omvandla radioaktivt material, särskilt vid en kämbräxzsle-q cykel avskilt högaktivt avfallgenom att innesluta partikelfomat eller styckeformigt material (6) i en gastät behållare och vid erforderlig tem- peratur och erforderligt tryck sammanpressa materialet (6) så att det bil- dar en tät kropp, k ä n n e t e c k n a t därav, att det partikelfomade eller styckefomade materialet placeras i en sammansatt behållare av en första plåtkapsel (1) och en denna omslutande andra plåtkapsel (7) och att den första plåtkapseln gastätt tillslutes med ett lock (1b) och att den andra kapseln tillslutes med ett andra lock (70).

2. Sätt enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e c k n a t därav, att den sammansatta behållaren är försedd med en den andra kapseln omslutande tredje kapsel (10) som gastätt tillslutes med ett tredje lock (10c). (l 8003698-1

3. Sätt enligt patentkrav 1 eller 2, k ä. n n e t e c k n a. t därav, att utrymmen (9) mellan den första och andra kapseln (1 , 7) fyllas med ett pulver, lämpligen ett sfäriskt stålpulver, som minskar deformationen av den andra kapseln (7).

4. Sätt enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att bahånaraaa kapslar (1, 7, 1o) är utföaaa av anka material.

5. Sätt enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a. t därav, att den för- sta kapseln (1) och dess lock (1b) utföres av titan och att den andra kapseln a (7) och dess lock utföres av rostfritt stål.

6. Sätt enligt något av föregående patentkrav, k ä. n n e t e c k n a.t därav, att kapslarnas (50, 51) ändpartier är utförda med exempelvis korruge- ringar (61, 62, 63, 64) som underlättar axiell deformation av den sammansatta behållaren.

7. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a. t därav, att den första kapseln förses med ett evakueringsrör (3) och att detta rör efter evakuering av den första kapseln (1) tillslutes, och omges av en med pul- ver fylla huv (4) som gaatätt anslutas till kapseln (1).

8. Sätt enligt patentkrav 1, första kapseln (1) förses med ett koppformat lock (1b) och att den andra kapseln (7) förses med ett hattformat lock (7c), som skjuter ett stycke ner över den första kapsslns (1) sidor. kännetecknat därav, attden