WO1998059346A1 - Verfahren zur herstellung eines behälters sowie ein behälter selbst - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines behälters sowie ein behälter selbst Download PDF

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WO1998059346A1
WO1998059346A1 PCT/DE1998/001608 DE9801608W WO9859346A1 WO 1998059346 A1 WO1998059346 A1 WO 1998059346A1 DE 9801608 W DE9801608 W DE 9801608W WO 9859346 A1 WO9859346 A1 WO 9859346A1
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metal
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Konrad Gluschke
Reinhard Struth
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GNB Gesellschaft fuer Nuklear Behaelter mbH
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a container for the transport and storage of radioactive material and a container with which radioactive material can be transported and stored.
  • Such containers have achieved great importance in the past in the embodiment of so-called "castor containers". They are used to transport radioactive material, such as spent fuel from nuclear reactors, from the power plant to an intermediate or final storage location. Large distances have to be covered in some cases. Such transport requires an extremely high level of security. This applies not only to the transport vehicles (trucks, trains, ships), but above all to the containers in which, for example, the fuel elements are transported.
  • the container must be constructed so that the escape of radioactive radiation and gases is reliably prevented.
  • the container must be designed so that the safety according to 1. also exists if there is an accident, for example a fall of the container from a transport vehicle.
  • the requirements placed on the radioactive shielding of the container are just as high as on its strength and stability.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a corresponding container or a container which meets the aforementioned requirements.
  • Radioactive rays include alpha rays, beta rays, Gam a rays and neutron rays.
  • Alpha and beta rays generally have such short ranges that small material thicknesses (of the order of magnitude: a few millimeters) are sufficient for their shielding.
  • the main thing is to attenuate and absorb the neutron and gamma radiation.
  • the mass and thus the bulk density of a corresponding container wall is an essential variable.
  • steel containers such as the Castor container mentioned have been used in the past.
  • steel-reinforced concrete containers are known, which are constructed from a combination of steel / concrete.
  • the invention is based on the knowledge that the shielding effect of such steel-reinforced concrete containers can be achieved by a special selection of heavy concrete between steel walls.
  • the invention proposes a method for producing a container for the transport and storage of radioactive material with the following features:
  • an inner tube made of metal is set in an outer tube made of metal so that an annular gap of constant width is formed between the inner and outer tubes,
  • the annular gap is then filled with an aggregate or an aggregate mixture whose minimum grain size is 2 mm and whose maximum grain size is 20 mm, at least 95% by weight of the aggregate having a bulk density> 4.2 g / cm 3 ,
  • a suspension of cement, water and a condenser is pressed under high pressure into the annular gap through at least one opening at the bottom end of the inner and / or outer tube until the suspension completely fills the gusset between the aggregate and the upper end of the outer tube has reached -
  • the suspension of cement, water and plasticizer is adjusted so that the resulting concrete (together with the aggregate) has a bulk density> 4,100 g / cm 3 and a concrete compressive strength according to DIN 1048 Part 2 of> 45 N / mm 2 28 days.
  • the essential aspect of this process is the special technique of placing the heavy concrete between the metal walls mentioned.
  • cement stands for all types of hydraulic binders.
  • Portland cements are preferably used, specifically Portland cements of the type CEM I 42.5 or higher (for example CEM I 52.5).
  • Surcharges that have the required bulk density are, for example, barite, ferrophosphorus, magnetite, iron (steel), lead, hematite and chilled cast granulate, and other metals, in particular heavy metals, it being possible for the surcharges to be used individually or in mixtures.
  • a mixture of barite, ferrophosphorus, magnetite, haematite or mixtures thereof in combination with steel balls leads to very good density and compressive strength values of the fresh concrete or hardened concrete.
  • the proportions of the individual surcharge components can, for example, be as follows:
  • this term includes in particular steel pipes and here in particular steel pipes with circular cross-section, although other cross-sectional shapes, for example polygons, can also be used.
  • One embodiment of the method provides for the use of an inner tube which is closed at its upper end and shorter than the outer tube.
  • the outer tube and inner tube are placed on a floor (a plate), for example, and then not only the ring space between the inner and outer tubes is filled with the aggregate, but also the space between the upper closed end of the inner tube and the upper edge of the outer tube.
  • the space between the closed end of the inner tube and the upper edge of the outer tube is then filled with the cement / water / plasticizer suspension.
  • a kind of "concrete lid” is created, which in later use (after turning through 180 °) forms the bottom of the container.
  • a metal / steel plate can be attached to the upper edge of the outer tube, for example screwed or welded on.
  • the manufacturing process is simplified if the inner tube and outer tube are closed with a metal / steel cover at their lower end before the addition is filled. This is preferably done by screwing onto the corresponding pipe ends. In this way, the coaxial alignment of the inner and outer pipe is facilitated, even when the aggregate is filled in or when the cement suspension is injected.
  • the lower container end forms the upper container end in the finished container (after rotation through 180 °).
  • spent fuel elements can be inserted into the free space of the inner tube and the container can then be closed again.
  • the stability of the container is significantly improved if a reinforcement is inserted into the annular gap or the space formed between the upper closed end of the inner tube and the open end of the outer tube before the addition is filled. This also improves the heat dissipation during the hydration of the cement.
  • Such reinforcement can consist, for example, of a reinforcement cage which extends essentially over the entire volume of the annular gap or the space mentioned.
  • a width of the annular gap of, for example, 20 to 30 cm is assumed.
  • the "concrete floor slab” mentioned can also have a corresponding thickness.
  • the end container lids can have somewhat smaller wall thicknesses, for example 5 to 15 cm.
  • the invention also includes a container for the transport and storage of radioactive material, which is accordingly characterized by the following features: -
  • the container consists of an outer tube made of metal and an inner tube made of metal arranged with the same circumferential spacing, forming an annular gap of constant width between the inner and outer tubes,
  • the annular gap between the inner and outer pipe is filled with a heavy concrete consisting of an aggregate or aggregate mixture with a bulk density> 4.2 g / cm 3 and a gusset filling the cement between the aggregate, the heavy concrete having a bulk density of> 4,100 g / cm 3 and a 28-day compressive strength according to DIN 1048 Part 2 of> 45 N / mm 2 , and
  • the outer tube and inner tube are closed at the end with a metal base and a metal cover, at least the metal cover being arranged detachably.
  • the container can be designed such that the inner tube ends at a distance from the lower end of the outer tube, is closed at this end and a heavy concrete plate is present between the closed lower end of the inner tube and the lower end of the outer tube, which is material-tight with the heavy concrete present in the annular gap.
  • This embodiment describes the container in the state of use.
  • the inner and outer tubes are arranged rotated by 180 °, as described above.
  • the heavy concrete can be reinforced, the reinforcement consisting, for example, of a reinforcement cage. Further features of the invention result from the features of the subclaims and the other application documents.
  • Figure 1 an arrangement of steel outer and steel inner tube before filling a concrete aggregate
  • Figure 2 the arrangement of Figure 1, the between
  • FIG. 3 the arrangement according to FIG. 2, in which the space between the outer and inner tubes is additionally filled approximately in half with a cement suspension,
  • Figure 4 a finished container in longitudinal section.
  • a steel outer tube 10 and a steel inner tube 12 arranged concentrically therein can be seen in FIG.
  • the outer tube 10 and inner tube 12 each stand on a cover 14 with their lower end, the cover 14 being screwed onto two corresponding external threads at the lower end of the outer tube 10 and the inner tube 12 via two concentric flanges 16, 18 with an internal thread.
  • the inner tube 12 is shorter than the outer tube 10 and ends accordingly at a distance from the upper edge of the outer tube 10.
  • the inner tube 12 is closed at the upper end with a steel plate 20.
  • annular gap 22 of constant width (b) is formed between the outer tube 10 and the inner tube 12 and a space 24 is formed between the steel plate 20 and the upper end of the outer tube 10.
  • the annular gap 22 and the space 24 are filled with a steel reinforcement cage 26 (FIG. 2).
  • the reinforcement can also be previously attached, for example welded, to the inner wall of the outer tube and / or to the outer wall of the inner tube.
  • a heavy concrete aggregate is then filled into the annular gap 22 and the space 24, which here consists of 20% by weight barite of the 4/8 mm grain fraction, 30% by weight of the 8/16 mm grain fraction and 50% by weight.
  • % Steel balls with a diameter between 5 and 8 mm in a homogeneous mixture ( Figure 2).
  • the outer tube 10 has two openings 30, which are offset by 180 ° to one another, into each of which a tubular adapter 32 is screwed.
  • the openings are arranged at the lower end of the outer tube 10.
  • a delivery line (shown schematically by arrow 34) is then connected to the adapter 32.
  • a cement / water / plasticizer mixture in the form of a viscous suspension is then injected under pressure into the annular gap 22 via the delivery line.
  • the suspension consists of cement of type CEM I 42.5, a water content of 35%, based on the cement, and a 3% plasticizer (plasticizer here: melamine sulfonate), based on the cement content.
  • the cement suspension is then further injected until the annular gap 22 and the space 24 arranged above it are completely filled with the cement suspension.
  • a steel plate 38 (shown in broken lines in FIG. 3) is welded onto the upper end of the outer tube 10.
  • the arrangement is then rotated through 180 ° (FIG. 4). If necessary, the container lid 14 can then be replaced by another steel lid 40.
  • the openings 30 on the finished container are preferably likewise closed.
  • the 7-day compressive strength according to DIN 1048, part 2 of the heavy concrete is 26 N / mm 2 , the corresponding 28-day compressive strength is 46 N / mm 2 .
  • the modulus of elasticity of the concrete was determined based on DIN 1048 Part 5 with 30,000 N / mm 2 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters zum Transport und zur Lagerung von radioaktiv strahlendem Material sowie einen Behälter, mit dem radioaktiv strahlendes Material transportiert und gelagert werden kann. Beansprucht werden in erster Linie die Auswahl eines Schwerbetons und eine spezielle Einbringtechnik des Schwerbetons zwischen Metallwände.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Behälters sowie ein Behälter selbst
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters zum Transport und zur Lagerung von radioaktiv strahlendem Material sowie einen Behälter, mit dem radioaktiv strahlendes Material transportiert und gelagert werden kann.
Derartige Behälter haben in der Ausführungsform sogenannter "Castor-Behälter" in der Vergangenheit große Bedeutung erlangt. Sie dienen dazu, radioaktiv strahlendes Material, beispielsweise abgebrannte Brennelemente aus Kernreaktoren, vom Kraftwerk zu einer Zwischen- oder Endlagerungsstelle zu transportieren . Dabei sind teilweise große Strecken zu überwinden. Ein solcher Transport erfordert ein extrem hohes Maß an Sicherheit. Dies gilt nicht nur für die Transportfahrzeuge (Lastkraftwagen, Züge, Schiffe) , sondern vor allem auch für die Behälter, in denen beispielsweise die Brennelemente transportiert werden.
Dabei geht es vor allem um zwei Sicherheitsaspekte:
1. Der Behälter muß so aufgebaut sein, daß der Austritt radioaktiver Strahlung und Gase zuverlässig verhindert wird.
2. Der Behälter muß so ausgelegt werden, daß die Sicherheit gemäß 1. auch dann besteht, wenn es zu einem Unfall, beispielsweise einem Herabstürzen des Behälters von einem Transportfahrzeug, kommt.
Insoweit werden an die radioaktive Abschirmung des Behälters ebenso hohe Anforderungen gestellt wie an dessen Festigkeit und Stabilität.
Unter Zugrundelegung dieser Aspekte liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Behälters beziehungsweise einen den vorgenannten Anforderungen genügenden Behälter zur Verfügung zu stellen.
Zu den radioaktiven Strahlen gehören Alpha-Strahlen, Beta- Strahlen, Gam a-Strahlen und Neutronenstrahlen. Alpha- und Beta-Strahlen haben im allgemeinen so kurze Reichweiten, daß für ihre Abschirmung geringe Materialdicken (Größenordnung: einige Millimeter) genügen. Bei der Projektierung eines Strahlenschutzbehälters kommt es deshalb in der Hauptsache auf die Schwächung und Absorption der Neutronen- und Gammastrahlung an. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, daß die Masse und damit die Rohdichte einer entsprechenden Behälterwandung eine wesentliche Größe ist.
Insoweit wurden in der Vergangenheit Stahlbehälter wie der genannte Castor-Behälter verwendet. Daneben sind sogenannte Stahl-Stahlbetonbehälter bekannt, die aus einer Kombination Stahl/Beton aufgebaut sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Abschi-rmwirkung derartiger Stahl-Stahlbetonbehälter durch eine spezielle Auswahl eines Schwerbetons zwischen Stahl- wänden erreicht werden kann.
In ihrer allgemeinsten Ausführungsform schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters zum Transport und zur Lagerung von radioaktiv strahlendem Material mit folgenden Merkmalen vor:
- ein Innenrohr aus Metall wird in einem Außenrohr aus Metall so eingestellt, daß zwischen Innen- und Außenrohr ein Ringspalt konstanter Breite entsteht,
- danach wird der Ringspalt mit einem Zuschlag oder einem Zuschlaggemisch ausgefüllt, dessen minimale Korngröße 2 mm und dessen maximale Korngröße 20 mm beträgt, wobei mindestens 95 Gew.-% des Zuschlages eine Rohdichte > 4,2 g/cm3 aufweisen,
- anschließend wird durch mindestens eine Öffnung am boden- seitigen Ende des Innen- und/oder Außenrohres eine Suspension aus Zement, Wasser und einem Verlüssiger unter Hochdruck in den Ringspalt eingepreßt, bis die Suspension unter vollständiger Verfüllung der zwischen dem Zuschlag vorhandenen Zwickel das obere Ende des Außenrohres erreicht hat, - wobei die Suspension aus Zement, Wasser und Verflüssiger so eingestellt wird, daß der (gemeinsam mit dem Zuschlag) entstehende Beton eine Rohdichte > 4.100 g/cm3 und eine Beton-Druckfestigkeit gemäß DIN 1048 Teil 2 von > 45 N/mm2 nach 28 Tagen aufweist.
Der wesentliche Aspekt dieses Verfahrens besteht in der speziellen Einbringtechnik des Schwerbetons zwischen die genannten Metallwände.
Mit einer fertig aufbereiteten Betonmischung, die in den Ringspalt eingefüllt würde, ließen sich die geforderten Rohdichten und Druckfestigkeiten ebensowenig erreichen wie die notwendige Abschirmung gegen radioaktive Strahlung.
Dies gelingt erst durch die Auswahl spezieller Zuschläge, die in einem ersten Verfahrensschritt in den Ringspalt gefüllt werden und durch die sich daran anschließende Injektion des Zementleims unter Druck, wobei der Verfullungsgrad des Zementleims maßgeblich dadurch optimiert wird, daß die Injektion von unten nach oben erfolgt. Auf diese Weise kann eine hervorragende und nahezu optimale Verfullung der Zwickel zwischen den Zuschlagteilen erfolgen und damit ein dichter, hochfester Beton im Ringraum ausgebildet werden.
Der Begriff Zement steht dabei stellvertretend für alle Arten von hydraulischen Bindemitteln. Bevorzugt werden jedoch Portlandzemente eingesetzt, und zwar Portlandzemente des Typs CEM I 42,5 oder höherwertig (zum Beispiel CEM I 52,5) . Zuschläge, die die geforderte Rohdichte aufweisen, sind beispielsweise Baryt, Ferrophosphor, Magnetit, Eisen (Stahl) , Blei, Haematit und Hartgußgranulat sowie andere Metalle, insbesondere Schwermetalle, wobei die Zuschläge einzeln oder in Mischungen eingesetzt werden können.
Eine Mischung aus Baryt, Ferrophosphor, Magnetit, Haematit oder Mischungen daraus in Kombination mit Stahlkugeln führt zu sehr guten Dichte- und Druckfestigkeitswerten des Frischbetons beziehungsweise ausgehärteten Betons.
In Vorversuchen wurden verschiedene Zuschlaggemische getestet. Besonders günstige Eigenscha ten zeigen danach Zuschlaggemische aus Baryt, Ferrophosphor, Magnetit, Haematit oder Mischungen daraus in den Kornfraktionen 4 bis 8 mm sowie 8 bis 16 mm in Kombination mit Stahlkugeln mit einem Durchmesser zwischen 4 und 10 mm. Die Stahlkugeln können auch eine sphärische Form aufweisen und ganz oder teilweise durch Bleikugeln oder Hartgußgranulat ersetzt werden .
Die Mengenanteile der einzelnen Zuschlag-Komponenten können dabei beispielsweise wie folgt sein:
- Zuschlag der Kornfraktion 4/8: 15 bis 25 Gew.-%
- Zuschlag der Kornfraktion 8/16: 15 bis 25 Gew.-%
- Stahlkugeln mit einem Durchmesser zwischen 4 und 10 mm: 45 bis 55 Gew. -%.
Soweit vorstehend von Metallrohren gesprochen wurde, so umfaßt dieser Begriff insbesondere Stahlrohre und hier wiederum insbesondere Stahlrohre mit Kreiscjuerschnitt, wenngleich auch andere Querschnittsformen, beispielsweise Polygone, eingesetzt werden können. Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, ein Innenrohr zu verwenden, welches an seinem oberen Ende geschlossen und kürzer als das Außenrohr ist. In diesem Fall werden Außenrohr und Innenrohr beispielsweise auf einen Boden (eine Platte) aufgestellt und anschließend nicht nur der Ringraum zwischen Innen- und Außenrohr mit dem Zuschlag verfüllt, sondern auch der Raum zwischen dem oberen geschlossenen Ende des Innenrohres und dem oberen Rand des Außenrohres . Anschließend wird neben dem Ringraum auch der Raum zwischen dem geschlossenen Ende des Innenrohres und dem oberen Rand des Außenrohres mit der Zement/Wasser/Verflüssiger- Suspension verfüllt. Auf diese Weise entsteht eine Art "Betondeckel", der in der späteren Anwendung (nach Drehen um 180°) den Behälterboden bildet. Zusätzlich kann eine Metall-/ Stahlplatte am oberen Rand des Außenrohres befestigt, zum Beispiel aufgeschraubt oder angeschweißt werden.
Das Herstellungsverfahren wird dadurch vereinfacht, wenn Innenrohr und Außenrohr vor dem Einfüllen des Zuschlages an ihrem unteren Ende mit einem Metall-/Stahldeckel verschlossen werden. Vorzugsweise geschieht dies durch Aufschrauben auf die korrespondierenden Rohrenden. Auf diese Weise wird die koaxiale Ausrichtung von Innen- und Außenrohr erleichtert, und zwar auch beim Einfüllen des Zuschlages beziehungsweise beim Injizieren der Zementsuspension.
Dieses, bei der Herstellung des Behälters untere Behälterende bildet beim fertigen Behälter (nach Drehung um 180°) das obere Behälterende. Auf diese Weise können zum Beispiel nach Abschrauben des Stahldeckels, abgebrannte Brennelemente in den Freiraum des Innenrohres eingelegt und der Behälter danach wieder verschlossen werden. Die Stabilität des Behälters wird nennenswert verbessert, wenn vor dem Einfüllen des Zuschlages eine Armierung in den Ringspalt beziehungsweise den zwischen dem oberen geschlossenen Ende des Innenrohres und dem offenen Ende des Außenrohres ausgebildeten Raum eingelegt wird. Hierdurch wird auch die Wärmeableitung bei der Hydratation des Zements verbessert .
Eine solche Armierung kann zum Beispiel aus einem Bewehrungskorb bestehen, der sich im wesentlichen über das gesamte Volumen des Ringspaltes beziehungsweise des genannten Raumes erstreckt .
Soweit vorstehend davon gesprochen wurde, daß die Zement- Suspension unter Hochdruck eingedüst wird, so bedeutet dies zunächst einen Druck über 1 bar. Mit zunehmender Füllungshöhe des Ringspaltes und einem entsprechend höheren hydrostatischen Druck ist es notwendig, auch den Injektionsdruck der Zementsuspension zu erhöhen, was je nach Behälterhöhe (beispielsweise 3 m) auf einen Injektionsdruck bis zu 15 bar führen kann.
Dabei wird von einer Breite des Ringspaltes von beispielsweise 20 bis 30 cm ausgegangen. Auch die genannte "Beton- Bodenplatte" kann eine entsprechende Dicke aufweisen.
Da die Dichte von Stahl höher ist als die Dichte des Schwerbetons, können die endseitigen Behälterdeckel etwas geringere Wandstärken aufweisen, beispielsweise 5 bis 15 cm.
Wie ausgeführt umfaßt die Erfindung auch einen Behälter zum Transport und zur Lagerung von radioaktiv strahlendem Material, der entsprechend durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist : - Der Behälter besteht aus einem Außenrohr aus Metall und einem darin mit umlaufend gleichem Abstand angeordneten Innenrohr aus Metall unter Ausbildung eines Ringspaltes konstanter Breite zwischen Innen- und Außenrohr,
- der Ringspalt zwischen Innen- und Außenrohr ist mit einem Schwerbeton ausgefüllt, der aus einem Zuschlag oder Zuεchlaggemisch mit einer Rohdichte > 4,2 g/cm3 und einem, Zwickel zwischen dem Zuschlag ausfüllenden Zement besteht, wobei der Schwerbeton eine Rohdichte von > 4.100 g/cm3 und eine 28-Tage-Druckfestigkeit gemäß DIN 1048 Teil 2 von > 45 N/mm2 aufweist, und
- Außenrohr und Innenrohr endseitig mit einem Metallboden und einem Metalldeckel verschlossen sind, wobei wenigstens der Metalldeckel lösbar angeordnet ist .
In einer Ausführungsform kann der Behälter so ausgebildet sein, daß das Innenrohr mit Abstand vor dem unteren Ende des Außenrohres endet, an diesem Ende verschlossen ist und zwischen dem verschlossenen unteren Ende des Innenrohres und dem unteren Ende des Außenrohres eine Schwerbetonplatte vorhanden ist, die materialschlüssig mit dem im Ringspalt vorhandenen Schwerbeton ist .
Dabei beschreibt diese Ausführungsform den Behälter im Gebrauchszustand. Zur Herstellung werden Innen- und Außenrohr um 180° gedreht angeordnet, wie vorstehend beschrieben.
Entsprechend dem beanspruchten Verfahren kann der Schwerbeton armiert sein, wobei die Armierung beispielsweise aus einem Bewehrungskorb besteht . Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungs- unterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs- beispieles näher erläutert.
Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -
Figur 1: eine Anordnung von Stahl-Außen- und Stahl -Innenrohr vor dem Einfüllen eines Beton-Zuschlages,
Figur 2: die Anordnung nach Figur 1, wobei der zwischen
Außen- und Innenrohr ausgebildete Raum mit Zuschlag gefüllt ist,
Figur 3: die Anordnung nach Figur 2, bei der der Raum zwischen Außen- und Innenrohr etwa hälftig zusätzlich mit einer Zementsuspension ausgefüllt ist,
Figur 4: einen fertigen Behälter im Längsschnitt.
In Figur 1 ist ein Stahl-Außenrohr 10 und ein darin konzentrisch angeordnetes Stahl-Innenrohr 12 zu erkennen.
Außenrohr 10 und Innenrohr 12 stehen mit ihrem jweils unteren Ende auf einem Deckel 14 auf, wobei der Deckel 14 über zwei konzentrische Flansche 16, 18 mit Innengewinde auf korrespondierende Außengewinde am unteren Ende des Außenrohres 10 und des Innenrohres 12 aufgeschraubt ist . Das Innenrohr 12 ist kürzer als das Außenrohr 10 und endet entsprechend mit Abstand zum oberen Rand des Außenrohrs 10. Das Innenrohr 12 ist am oberen Ende mit einer Stahlplatte 20 verschlossen.
Entsprechend wird zwischen Außenrohr 10 und Innenrohr 12 ein Ringspalt 22 konstanter Breite (b) und zwischen der Stahl- platte 20 und dem oberen Ende des Außenrohrs 10 ein Raum 24 ausgebildet .
Im nächsten Arbeitsschritt werden der Ringspalt 22 und der Raum 24 mit einem Bewehrungskorb 26 aus Stahl ausgefüllt (Figur 2) . Die Bewehrung kann auch vorher an der Innenwand des Außenrohrs und/oder an der Außenwand des Innenrohrs befestigt, zum Beispiel angeschweißt sein.
Anschließend wird ein Schwerbeton-Zuschlag in den Ringspalt 22 und den Raum 24 gefüllt, der hier aus 20 Gew.-% Baryt der Kornfraktion 4/8 mm, aus 30 Gew.-% Baryt der Kornfraktion 8/16 mm und 50 Gew.-% Stahlkugeln mit einem Durchmesser zwischen 5 und 8 mm in homogener Mischung besteht (Figur 2) .
Danach schließt sich die Injektion eines Zement/Wasser/Ver- flüεsiger-Gemisches in den vom Bewehrungskorb 26 und Zuschlag 28 eingenommenen Raum an (Figur 3) .
Dazu weist das Außenrohr 10 zwei, um 180° zueinander versetzte Öffnungen 30 auf, in die jeweils ein rohrförmiger Adapter 32 eingeschraubt ist. Die Öffnungen sind am unteren Ende des Außenrohres 10 angeordnet.
An die Adapter 32 wird anschließend eine Förderleitung (schematisch durch den Pfeil 34 dargestellt) angeschlossen. Über die Förderleitung wird anschließend ein Zement/Wasser/ Verflüssiger-Gemisch in Form einer viskosen Suspension unter Druck in den Ringspalt 22 eingedüst . Im vorliegenden Fall besteht die Suspension aus Zement des Typs CEM I 42,5, einem Wassergehalt von 35 %, bezogen auf den Zement und einem Anteil von 3 % Verflüssiger (Fließmittel hier: Melamin- sulfonat) , bezogen auf den Zementanteil .
Während unmittelbar nach Beginn der Injektion die Zement- Suspension nach unten auf die Innenseite des Deckels 14 gelangt, wird der Ringspalt 22 anschließend nach und nach von unten nach oben mit der Zementsuspension ausgefüllt, die dabei die Freiräume (Zwickel) zwischen den Zuschlagteilen und der Bewehrung ausfüllt.
In Figur 3 ist ein etwa 50 %-iger Füllungsgrad des Ringspaltes 22 durch die Linie 36 gekennzeichnet.
Unter ständiger Erhöhung des Injektionsdrucks (bis etwa 15 bar) wird die Zementsuspension anschließend weiter injiziert, bis der Ringspalt 22 und der darüber angeordnete Raum 24 vollständig mit der Zementsuspension gefüllt sind.
Nach dem Abbinden und Aushärten des Zements wird eine Stahl- platte 38 (in Figur 3 gestrichelt dargestellt) auf das obere Ende des Außenrohres 10 aufgeschweißt .
Danach wird die Anordnung um 180° gedreht (Figur 4) . Bei Bedarf kann der Behälterdeckel 14 anschließend durch einen anderen Stahldeckel 40 ersetzt werden. Vorzugsweise werden die Öffnungen 30 am fertigen Behälter ebenfalls verschlossen.
Die 7 -Tage-Druckfestigkeit gemäß DIN 1048, Teil 2 des Schwerbetons beträgt 26 N/mm2, die entsprechende 28-Tage- Druckfestigkeit 46 N/mm2.
Der Elastizitätsmodul des Betons wurde in Anlehnung an DIN 1048 Teil 5 mit 30.000 N/mm2 bestimmt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines Behälters zum Transport und zur Lagerung von radioaktiv strahlendem Material, mit folgenden Schritten:
1.1 ein Innenrohr aus Metall wird in ein Außenrohr aus Metall so eingestellt, daß zwischen Innen- und Außenrohr ein Ringspalt konstanter Breite entsteht,
1.2 danach wird der Ringspalt mit einem Zuschlag oder
Zuschlaggemisch ausgefüllt, dessen minimale Korngröße
2 mm und dessen maximale Korngröße 20 mm beträgt, wobei mindestens 95 Gew.-% des Zuschlages eine Roh-
3 dichte > 4,2 g/cm aufweisen,
ERSATZBUTT(REGEL26)
1.3 anschließend wird durch mindestens eine Öffnung am bodenseitigen Ende des Innen- und/oder Außenrohres eine Suspension aus Zement, Wasser und Verflüssiger unter Hochdruck in den Ringspalt eingepreßt, bis die Suspension unter vollständiger Verfullung der zwischen dem Zuschlag vorhandenen Zwickel das obere Ende des Außenrohres erreicht hat,
1.4 wobei die Suspension so eingestellt wird, daß der gemeinsam mit dem Zuschlag gebildete Beton eine Roh-
3 dichte > 4.100 g/cm und der im Ringspalt abgebundene Zement gemeinsam mit dem Zuschlag eine
Beton-Druckfestigkeit gemäß DIN 1048 Teil 2 von > 45 N/mm nach 28 Tagen aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Zement ein Portlandzement des Typs CEM I 42,5 oder höherwertig eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Zuschlag Baryt, Ferrophosphor, Magnetit, Eisen, Blei, Haematit, Hartgußgranulat sowie andere Metalle oder Mischungen der vorgenannten Zuschläge eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem als Zuschlag ein Gemisch aus Baryt, Ferrophosphor, Magnetit, Haematit oder Mischungen daraus in Kombination mit Stahlkugeln eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem als Zuschlag ein
Gemisch aus Baryt, Ferrophosphor, Magnetit, Haematit oder Mischungen daraus in den Kornfraktionen 4/8 mm und 8/16 mm in Kombination mit Stahlkugeln mit einem Durchmesser zwischen 4 und 10 mm eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem als Zuschlag ein Gemisch aus Baryt, Ferrophosphor, Magnetit, Haematit oder Mischungen daraus in einem Anteil von 15 bis 25 Gew.-% für eine Kornfraktion 4/8 mm und in einem Anteil von 25 bis 35 Gew.-% für eine Kornfraktion 8/16 mm in Kombination mit 45 bis 55 Gew.-% Stahlkugeln mit einem Durchmesser zwischen 4 und 8 mm eingesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein am oberen Ende geschlossenes Innenrohr verwendet wird, das kürzer als das Außenrohr ist, wobei der Raum zwischen dem oberen geschlossenen Ende des Innenrohres und dem oberen Rand des Außenrohres ebenfalls mit Zuschlag ausgefüllt und die Zwickel zwischen dem Zuschlag mit der Suspension verfüllt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Innenrohr und das Außenrohr vor dem Einfüllen des Zuschlages an ihrem unteren Ende mit einem Metalldeckel verschlossen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, bei dem vor Einfüllen des Zuschlages eine Armierung in den Ringspalt und/oder den zwischen dem oberen geschlossenen Ende des Innenrohres und dem offenen Ende des Außenrohres ausgebildeten Raum eingelegt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem als Armierung ein
Bewehrungskorb verwendet wird, der sich im wesentlichen über das gesamte Volumen des Ringspaltes und/oder Raumes erstreckt .
11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das obere, untere oder das obere und untere Ende des Außenrohres nach dem Abbinden der Suspension mit einem Metalldeckel oder einer Metallhaube dichtend geschlossen wird, wobei mindestens ein Metalldeckel oder eine Metallhaube lösbar auf das Außenrohr aufgesetzt wird.
12. Behälter zum Transport und zur Lagerung von radioaktiv strahlendem Material mit folgenden Merkmalen:
12.1 der Behälter besteht aus einem Außenrohr (10) aus Metall und einem darin mit umlaufend gleichem Abstand angeordneten Innenrohr (12) aus Metall unter Ausbildung eines Ringspaltes (22) konstanter Breite zwischen Innen- und Außenrohr (12, 10),
12.2 der Ringspalt (22) zwischen Innen- und Außenrohr
(12, 10) ist mit einem Schwerbeton ausgefüllt, der aus einem Zuschlag oder Zuschlaggemisch (28) mit
3 einer Rohdichte > 4,2 g/cm und einem, Zwickel zwischen dem Zuschlag ausfüllenden Zement besteht, wobei der Schwerbeton eine Rohdichte von > 4.100
3 g/cm und eine 28-Tage-Druckfestigkeit gemäß DIN
1048, Teil 2 von > 45 N/mm2 aufweist,
12.3 Außenrohr (10) und Iπnenrohr (12) sind endseitig mit einem Metallboden (38) und einem Metalldeckel (14) verschlossen, wobei wenigstens der Metalldeckel (14) lösbar angeordnet ist.
13. Behälter nach Anspruch 12, bei dem das Innenrohr (12) mit Abstand vor dem unteren Ende des Außenrohres (10) endet, an diesem Ende verschlossen ist und zwischen dem verschlossenen unteren Ende des Innenrohres (12) und dem unteren Ende des Außenrohres (10) eine Schwerbetonplatte vorhanden ist, die materialschlüssig mit dem im Ringspalt vorhandenen Schwerbeton ist.
14. Behälter nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der Schwerbeton armiert ist.
15. Behälter nach Anspruch 14, bei dem die Armierung aus einem Bewehrungskorb (26) besteht.
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