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Konditionierung radioaktiver Abfäller />
Radioaktive Abfälle sind Unterteilt in
Abfälle mit fast gar keiner Wärmeentwicklung (Milliwatt)
Geringe Wärmeentwicklung (im Wattbereich)
starke Wärmeentwicklung (im Kilowattbreich bis ca. 200°C)
Konditionieren bedeutet, radioaktive Abfälle, endlagerungsfähig zu machen. Bei fast gar keiner und geringer Wärmeentwicklung werden sie in Metallfässer gefüllt, oder mit Beton umgeben. Bei großer Wärme werden die Abfälle mit flüssigem Glas gemischt, aus dem dann Glasblöcke hergestellt werden. Heutzutage lagert man die stark wärmeentwickelnden Abfälle oberirdisch in gekühlten Edelstahlbehältern, oder in Silkatglasblöcken versuchsweise in Salzformationen (Bergwerk).
Endlagerung
Die Abfallstoffe müssen auf Dauer von der Biosphäre abgeschlossen sein. Dies geschieht durch mehrfachen Einschluß und stabile Lagerformen. Für den mehrfachen Einschluß sorgen Lagerbehälter und z.B. Gesteinsmaterial (Bergwerk). Anforderungen an für die Endlagerung vorgesehenen, geologischen Formationen:
Abwesenheit von Grundwasser
Fehlen von Rissen und Klüften im Gestein
Geringe seismische Aktivität
Im Salzstock Gorleben und Eisenerzbergwerk Konrad bei Salzgitter sind in der BRD alle diese Gesichtspunkte erfüllt. Es werden dort stark wärmeentwickelnde Abfälle bzw. Abfälle mit geringer oder fast gar keiner wärmeentwicklung eingelagert. Im Salzbergwerg bei Wolfenbüttel (Asse 2) werden Lagerungstechniken erforscht. Abfallprodukte die bei der Herstellung des Yellow Cakes oder bei anderen Umwandlungsverfahren entstehen, müssen aufgearbeitet werden, damit keine Schadstoffe in unzulässigen Konzentrationen vorhanden sind.
Transporte im Brennstoffkreislauf
Der Transport des Uranerzes ist unproblematisch und kann in offenen Lastwagen durchgeführt werden.Der "Yellow Cake" wird in Stahlfässern mit 200-400l Fassungsvermögen transportiert. UF6 (Uranhexafluorid) wird in Druckbehältern befördert, da es schon bei 56,5 °C gasförmig wird. Die Behälter müssen dabei dicht bleiben, da UF6 eine hohe chemische Toxizität hat, jedoch nur sehr gering aktiv ist. Nach der Anreicherung muß eine unterkritische Anordnung bei Transport und Lagerung gewählt werden, so daß es nicht zu einer Kettenreaktion kommen kann. Keine Transportwege entstehen bei UO2 (Urandioxyd), da es direkt in Brennelemente weiterverarbeitet wird, die dann in Transportbehältern zum Kraftwerk gefahren werden. Auch hierbei ist nur geringe Aktivität vorhanden. Der Transport von in einem Reaktor eingesetzten Brennelementen muß sehr sicher sein, da in den Brennstäben enthaltene Spaltprodukte eine hohe spezifische Aktivität (hohe Kernumwandlung) haben und sehr heiß werden. Der Transportbehälter ist aus Stahl und ist außen mit Kühlrippen oder Kühlstiften versehen. Er muß sehr hohen Anforderungen in Bezug auf mechanische Stabilität, Dichtheit und Temperatur gerecht werden. In Deutschland werden folgende Sicherheitsprüfungen durchgeführt:
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Freier Fall des Behälters aus 9m Höhe auf ein Betonfundament
Freier Fall aus 1,2m Höhe auf einen Stahldorn von 15cm Höhe
Im Anschluss an Fallversuche 30 minütiger Feuertest bei mindestens 800 °C
Achtstündiges Eintauchen des Behälters in Wasser bei 90cm Wassertiefe
(Fall aus 600m Höhe auf Wüstenboden, Zusammenprall mit einer Lokomotive)
Bei der Wiederaufbereitung fallen Spaltprodukte (mit Wasser gemischt), Uran und Plutonium an. Feste Spaltprodukte können in den gleichen Transportbehältern wie die Brennelemente transportiert werden. Da sehr hohe Temperaturen entstehen, müssen zum Teil Zwangskühler eingesetzt werden. Auch entsteht durch Radiolyse (Zersetzung) des Wassers Sauerstoff und Wasserstoff, wobei ein starker Druck entsteht. Plutonium wird in kleinen Behältern transportiert damit die Plutoniumlösung nicht kritisch wird (damit es nicht durchbrennt). Dieser Behälter ist in einem Stahlrohrkäfig, damit der Abstand gewährleistet wird.
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