Was ist das? Drehen Sie das He auf den Kopf und finden ... - Studsvik
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�<br />
Radioaktivität in<br />
Mineralen einschließen<br />
Dank des THOR-Verfahrens kann <strong>Studsvik</strong> ein breites Spektrum an komplexen radioaktiven<br />
Abfällen behandeln. Ein Schlüsselelement dieses Prozesses <strong>ist</strong> <strong>das</strong> Einkapseln radioaktiver<br />
Abfallsorten in stabilen mineralischen Verbindungen. Dabei <strong>ist</strong> die Wahl des mineralischen<br />
Bindemittels für die <strong>He</strong>rstellung spezifi scher Abfallprodukte insbesondere dann wesentlich,<br />
wenn eine hohe Auslaugbeständigkeit erforderlich <strong>ist</strong>.<br />
text Corey Myers<br />
Bei der Verarbeitung<br />
schwach- oder mittelaktiver Abfälle besteht<br />
<strong>das</strong> Ziel me<strong>ist</strong> in der Erzeugung eines<br />
endgültigen Abfall produkts, <strong>das</strong> ein<br />
geringeres Volumen, langfr<strong>ist</strong>ige Stabilität<br />
<strong>und</strong> eine hohe Auslaugres<strong>ist</strong>enz<br />
<strong>auf</strong>we<strong>ist</strong>. Durch diese Verbesserungen<br />
wer<strong>den</strong> die Allgemeinheit <strong>und</strong> die<br />
Umwelt vor möglichen Auswirkungen<br />
des radioaktiven Abfalls geschützt. Das<br />
Endprodukt hängt von der Zusammensetzung<br />
des Abfalls <strong>und</strong> dem gewählten<br />
mineralischen Bindemittel ab.<br />
Während der Verarbeitung wird<br />
der eingespe<strong>ist</strong>e Abfall mit pulverisiertem<br />
Alumosilikat einem Wirbelbett-Dampfreformer<br />
zugeführt. Dort<br />
wird mit Hilfe von Niederdruck-<strong>He</strong>issdampf<br />
ein Bett aus kleinen Partikeln<br />
<strong>auf</strong>gewirbelt, wodurch <strong>das</strong> <strong>Was</strong>ser verdampft,<br />
organisches Material, Nitrate<br />
<strong>und</strong> Nitrite zersetzt <strong>und</strong> die anorganischen<br />
Elemente in granuliertes Metalloxid<br />
<strong>und</strong> Karbonate umgewandelt wer<strong>den</strong>.<br />
Somit wer<strong>den</strong> alle radioaktiven<br />
Komponenten des Abfalls in mineralischen<br />
Matrize eingeschlossen.<br />
<strong>Studsvik</strong> hat beachtliche Entwicklungsarbeit<br />
für die <strong>He</strong>rstellung auslaugbeständiger<br />
Abfallprodukte, namentlich<br />
Alkali-Alumosilikate (NAS),<br />
gele<strong>ist</strong>et. Dieses Mineral <strong>ist</strong> ein Granulat,<br />
<strong>das</strong> nachweislich genau so be-<br />
ständig <strong>ist</strong> wie Borosilikatglas, welches<br />
ebenfalls bei der Stabilisierung radioaktiven<br />
Abfalls Verwendung fi ndet.<br />
Die Le<strong>ist</strong>ungsfähigkeit von NAS wurde<br />
durch <strong>den</strong> Industrienormen entsprechen<strong>den</strong><br />
Product Cons<strong>ist</strong>ency Test<br />
(PCT) ASTM C-1285-02 <strong>und</strong> <strong>den</strong> Single-Pass<br />
Flow-Through-Test bestätigt<br />
<strong>und</strong> mittels Sicherheitsanalyse-<br />
Modellierung überprüft. Der hohe Alumosilikatgehalt<br />
dieses mineralischen<br />
Produkts bietet einen Puff erungsmechanismus,<br />
der <strong>das</strong> Auslaugen von Alkalimetallen<br />
(Cs, K <strong>und</strong> Na) hemmt. In<br />
der Natur gibt es ähnliche Puff erungsmechanismen<br />
bei der Verwitterung von<br />
Alumosilikat-Analoga <strong>und</strong> in tonerdereichen,<br />
glasartigen Abfällen.<br />
Zudem enthält <strong>das</strong> mit dem THOR-<br />
Verfahren hergestellte NAS-Produkt<br />
Bestandteilen, um verschie<strong>den</strong>e Radionuklide<br />
<strong>auf</strong>zunehmen. Das radioaktive<br />
Material <strong>ist</strong> in einer chemischen Matrize<br />
gefangen, die die Freisetzung in<br />
die Umwelt verhindert. Dieser Mechanismus<br />
tritt <strong>auf</strong> atomarer Ebene <strong>auf</strong>.<br />
Durch <strong>den</strong> pH-Wert des Abfalls <strong>und</strong> die<br />
Prävalenz von Austauschplätzen in der<br />
NAS-Struktur wer<strong>den</strong> die Radionuklide<br />
daran gehindert, chemisch mit der<br />
Umwelt zu reagieren.<br />
Die Struktur der NAS spielt eine<br />
wichtige Rolle. Die verschie<strong>den</strong>en<br />
�Abb. 1<br />
Konzentration (pCi/L)<br />
Gr<strong>und</strong>wasserkonzentrationen durch <strong>das</strong> Produkt<br />
(25 % ILAW-Inventar pro Abfallprodukt)<br />
10 4<br />
10 3<br />
10 2<br />
10 1<br />
10 0<br />
10 -1<br />
10 -2<br />
10 -3<br />
Tc-99 Konzentrationen<br />
bei 100 m in Gr<strong>und</strong>wasserfließrichtung (Quelle)<br />
MCL = 900 pCi/L<br />
Betonstein<br />
WTP Glas<br />
���Auslaugbeständigkeit von NAS <strong>ist</strong> höher als bei HAW-Glas.<br />
Technologie<br />
Verglasung (Bulk Vit.)<br />
Dampfreformer<br />
0 2.500<br />
5.000 7.500 10.000<br />
Zeit nach Schließung der Einrichtung (y)<br />
[2.2011] [2:2011] Innova 15