用于廢棄物儲存的封裝箱制造技術

本發明專利技術是有關于一種用于儲存放射性廢棄物的一封裝箱，其是適合于安全、超長的終極處置，此種處置具有一濕氣無法滲透、抗腐蝕石墨母體以及被金屬包裝的廢棄物產品，其是被嵌入至母體之中。用于制造此種封裝箱的方法亦是本發明專利技術的一部分。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術是有關于一種廢棄物儲存箱，其是適合于超長安全終極處理，具有一濕氣無法滲透、抗腐蝕石墨母體以及至少一廢棄物隔室，其乃是被嵌入至基體之中。再者，本專利技術特別是有關于一種制造廢棄物儲存箱的方法。
技術介紹
會發出放射性輻射線的廢棄物含有分裂及衰變產物。本專利技術是特別適合于具有高程度放射性廢棄物(亦即所謂的高程度廢棄物(High Level Waste7HLff))的終極處理。此種廢棄物是累積了廢核燃料組件的再處理。此外，未被再處理的廢核燃料組件是被分類為高程度廢棄物(HLW)。光是在歐洲，目前約有8000立方米的高程度廢棄物(HLW)，來自于在中間儲存設 施中的再處理工廠。每一年，約有280立方米的高程度廢棄物被增加。對于此種高程度廢棄物(HLW)的所有目前可得的材料與程序到目前為止并不適合于終極的處置。來自于一輕水反應爐的廢核燃料組件的再處理是每一年累積。在核燃料再處理之后，廢棄物是以一液體的形式存在，并且經常是通過鍛燒而被轉換成一固體形式。不幸的是，衰變熱量及單一放射性核素的半衰期是以數十進制而彼此不同。對于高程度廢棄物(HLW)的調理與儲存，一系列的方法已被發展去符合一終極處置地點的要件。為了確保高程度廢棄物(HLW)的安全超長終極處置，關于容器的腐蝕抵抗能力是高度需求于封裝箱的上，如此一來，由幅(radiolysis)所引起的濕氣穿透以及導致的腐蝕能被大幅地排除，盡管有放射性輻射與高于100° C的溫度。再者，通過擴散程序的放射性核素的流動性是被要求盡可能的低。目前，用于制造含有HLW的玻璃塊的方法是最被發展。出現于再處理設施的高程度廢棄物(HLW)是較佳地被熔化于高硼硅玻璃之中，以及所產生的玻璃塊是被引入至不銹鋼容器之中，并且因此代表著廢棄物封裝箱。HLW塊的玻璃化是已經以生產規模被實現。對此，在法國的生產設施是被建立，而從1970年運作至今。外鋼容器是對于物理放射性核種的腐蝕保護層以及擴散阻礙物。容器的腐蝕抵抗力特別是取決于容器的形式，濕氣帽(moisture hat)是存在的，以及關聯的幅(radiolysis)是處于超過100° C的溫度。由一外金屬容器圍繞的所有含HLW零件的缺點是金屬容器的有限的腐蝕抵抗力。此是由于到目前為止可用于制造容器的金屬材料具有至多大約10，000年的腐蝕抵抗力的一預期的最大值。因此，超過此時期的放射性廢棄物的一安全冢無法被保證。此外，來自于已知封裝箱的衰變熱是被低熱傳導率所阻礙。包含小HLW粒子的涂布的方法并不是成功的。此是由于加重的生產狀況在熱巢室運作過程中于燒結廢物粒子的涂布之中于紊亂流化床工廠中與對于運載氣體(高至20m3/小時)的一高需求有關，由困難與費力的粒子調節所跟隨。一進一步的原因是運載氣體的昂貴的處置。在德國，其是欲埋葬裝載有HLW的封裝箱于鹽巖鉆孔或洞穴之中，并且是欲在以鹽材料或鹽凝結物的埋葬后密封相同的封裝箱。然而，在此種概念上的一同意協議至今未被發現。再一次地，在德國的潛在處置地點的一評估是自從2002年被施行。根據習知技術的鋼容器具有避免鋼容器腐蝕的功能以及防止來自于含HLW零件(例如，玻璃塊)的物理放射性核種的擴散的功能。由于外鋼容器的腐蝕抵抗力是被限制于至多10，000年，超過此時期的物理放射性核種的一安全包含無法被保證。
技術實現思路
本專利技術基本上采用如下所詳述的特征以為了要解決上述的問題。因此，本專利技術的目的是要提供用于廢棄物儲存的封裝箱，其可允許此種廢棄物的一安全超長終極的處置以及能被符合成本效益地制造。此目的是由申請專利范圍的議題所解決。根據本專利技術的封裝箱包括一母體以及嵌入至該母體中的多個廢棄物隔間。所述多個廢棄物隔間較佳地包括含有廢棄物的復合壓擠的組件(例如，桿)，其是由一金屬殼所無縫圍繞。因此，所述多個廢棄物隔間較佳地具有位于一金屬殼中的多個廢棄物產品。所述多個廢棄物產品能以一捆扎物被混合，其較佳地是玻璃。該母體包括石墨及玻璃做為無機捆扎物。廢棄物產品能較佳地被選自于廢核燃料組件。在此說明書中使用術語“廢棄物產品”意味著廢棄物經常是數個產品的一混合物。根據本專利技術，該術語亦涵蓋了由一單一組件所構成的產品。封裝箱是由一反逆形態(反逆設計)所賦予特征。對比于已知的封裝箱，根據本專利技術的廢棄物封裝箱的多個廢棄物隔間是嵌入至一抗腐蝕、濕氣無法滲透的玻璃石墨母體(impermeable Graphite-Glass-Matrix, IGG-Matrix)之中。在這方面，重要的是，夕卜鋼容器的功能是通過多個廢棄物產品的金屬殼所變換至內封裝區域之中，因此為“反逆設計”。防止物理放射性核種的腐蝕及擴散的必要條件彼此分開于根據本專利技術的封裝箱之中。IGG-Matrix較佳地是無氣孔的以及具有一高密度，其是接近理論密度，并且因此是濕氣無法滲透以及抗腐蝕的。內金屬殼作用如同一擴散阻礙物。由于在一方面IGG-Matrix的高腐蝕抵抗力以及在另一方面于封裝箱的內部區域中的嵌入廢棄物的完整無缺的金屬殼，從封裝箱進入生物圈中的物理放射性核種的任何釋放是被防止于一超長的時間(超過I百萬年)。根據本專利技術，具有玻璃做為無機捆扎物的一無法滲透與抗腐蝕的石墨母體已被發展用于廢棄物的整合。石墨是一種材料，其已知具有一高腐蝕抵抗力以及抗輻射的穩定度。天然石墨可以不改變的形式存在數百萬年已經被確認了。在母體中的石墨部分較佳地總計占60%至90%的重量。較佳地，石墨是天然石墨或合成石墨或兩者的混合物。更佳地，根據本專利技術的在母體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為是石墨化的石墨粉末。天然石墨的優點是在于定價好、石墨顆粒無納米裂隙以及能通過施加適當的壓力以幾近理論密度被壓縮成塑造體。根據本專利技術，被使用做為捆扎物的玻璃較佳地是高硼硅玻璃。高硼硅玻璃的優點是良好的腐蝕穩定性。高硼硅玻璃是具有高化學與溫度抵抗力的玻璃。舉例來說，對于水及許多化學藥品的良好的化學抵抗力能通過玻璃的硼含量來被說明。高硼硅玻璃對抗溫度的突然波動的溫度抵抗性及不敏感性是大約3. SxlO-6K-1的熱膨脹的低系數的結果。舉例來說，普遍的高硼硅玻璃是Duranκ、1)>.丨 V、llmabon1、':、Simax1、':、SoIkIexiIiuiIxKs再者，根據本專利技術的捆扎物具有在熱處理過程中不會形成氣體裂隙的優點。此意味著根據本專利技術的無機捆扎物不是反應過程的部分，以及因此沒有氣孔會被形成。被使用的無機捆扎物具有封閉可能形成的氣孔的優點，其導致所述的高密度、濕氣無法滲透性以及卓越的腐蝕抵抗性。較佳地，無機捆扎物是被使用于母體中占高達40%的重量。更佳地，無機捆扎物是在母體中占10%至30%的重量。最佳地是，無機捆扎物是在母體中占15%至25%的重量。如此的一種母體是適合去做為用于一超長時間架構的一腐蝕障礙物。結合于根據本專利技術的廢棄物隔間的構造，封裝箱的卓越特性可以被獲得。特別的是，母體本質上是無氣孔的，并且具有大于理論密度的99%的一密度。重要的是，石墨本體具有一高密度以防止濕氣進入至封裝箱之中。此是通過材料的選用以及制造方法而被確保。物理放射性核種的衰變熱的散熱是通過以金屬裝進的形式至IGG-Matrix中的廢棄物產品的實本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.25 DE 102010003289.11.一種用于廢棄物儲存的封裝箱，包括一母體，其特征在于多個廢棄物隔間是嵌入至該母體之中，以及該母體包括石墨及一無機捆扎物，其中，該無機捆扎物為玻璃。2.根據權利要求I所述的用于廢棄物儲存的封裝箱，其中，在該母體中的石墨的部分是占60%至90%的重量。3.根據權利要求I或2所述的用于廢棄物儲存的封裝箱，其中，該無機捆扎物具有低于1500° C的熔點或軟化點。4.根據權利要求I至3的至少一項權利要求所述的用于廢棄物儲存的封裝箱，其中，所述多個廢棄物隔間包括位于一金屬殼中的多個廢棄物產品。5.根據權利要求4所述的用于廢棄物儲存的封裝箱，其中，所述多個廢棄物隔間包括與一捆扎物混合的所述多個廢棄物產品，其較佳地為玻璃。6.根據權利要求I至5的至少一項權利要求所述的用于廢棄物儲存的封裝箱，其中，該捆扎物為高硼硅玻璃。7.根據權利要求I至6的至少一項權利要求所述的用于廢棄物儲存的封裝箱，其中，該無機捆扎物是在該母體中占40%的重量。8.—種制造用于廢棄物產品儲存的封裝箱的方法，包括 填充多個廢棄物產...

【專利技術屬性】
技術研發人員：米蘭·赫羅瓦特，理查德·希曼恩，卡爾海因茲·格羅斯，
申請(專利權)人：ALD真空技術有限公司，
類型：
國別省市：