PROCEDIMIENTO PARA LA DESINTOXICACION DE UN OBJETO DE CERAMICA, GRAFITO Y/O CARBONO CONTAMINADO CON AL MENOS UN AGENTE TOXICO, ESPECIALMENTE RADIOTOXICO.

Procedimiento para la desintoxicación de un objeto de cerámica,

grafito y/o carbono contaminado con al menos un agente tóxico, especialmente radiotóxico, en el que

a) el objeto es desmenuzado en un granulado bajo atmósfera de gas inerte,

b) el objeto es calentado bajo atmósfera de gas inerte o en vacío durante y/o después del desmenuzamiento para la reducción de su contaminación y

c) a continuación el granulado

aa) o bien es refundido con una masa envolvente licuada, o

bb) es mezclado con la masa envolvente en forma de polvo o en forma de granos y a continuación es calentado hasta la licuación de la masa envolvente, de manera que la masa envolvente licuada o bien ella misma se endurece para formar una cerámica o reacciona químicamente con el granulado para formar una cerámica

Procedimiento para la desintoxicación de un objeto de cerámica, grafito y/o carbono contaminado con al menos un agente tóxico, especialmente radiotóxico.

La invención se refiere a un procedimiento para la desintoxicación de un objeto de cerámica, grafito y/o carbono contaminado con al menos un agente tóxico, especialmente radiotóxico.

La evacuación de objetos contaminados con agentes radiotóxicos es un factor económico decisivo especialmente en conexión con el funcionamiento, la parada y la eliminación de instalaciones de energía nuclear. Para prevenir la contaminación del medio ambiente con materiales tóxicos o bien para mantenerla lo más reducida posible, es necesario un gasto técnico y, por lo tanto, financiero considerable. En las instalaciones de la técnica nuclear se utilizan de múltiples maneras grafico, carbono y tales materiales con estructura básica cerámica, por ejemplo como moderadores o como materiales de la estructura y materiales de aislamiento. Se realiza la descontaminación radioactiva de estos materiales a través de activaciones con neutrones de contaminaciones químicas presentes o a través de adsorción o bien difusión de productos de disociación. La evacuación conocida de residuos débilmente radioactivos a través del hundimiento en el mar es ecológicamente nociva y ya no se practica desde hace muchos años de acuerdo con el Convenio de Londres a este respecto de los países occidentales.

El vertido en basureros de residuos débilmente radioactivos en almacenes definitivos o temporales es igualmente problemático debido a las grandes cantidades producidas y a la combustión de materiales que contienen carbono , por un lado, y a las capacidades limitadas de almacenamiento, por otro lado. Así, por ejemplo, en un reactor moderado con carbono parado se producen varios cientos de toneladas de residuos débilmente radioactivos.

La combustión igualmente conocida de los residuos débilmente radiactivos es problemática especialmente en el caso de estructuras de carbono, puesto que en este caso se liberan radionuclidos como tritio y C¹⁴ a la atmósfera.

Se conoce a partir del documento DE 197 37 891 A1 un procedimiento del tipo mencionado al principio, en el que el objeto a desintoxicar es calentado en primer lugar para eliminar una parte de los tóxicos a través de expulsión de gases y descomposición química. La porción retirada del agente tóxico es recogida y el objeto descontaminado en parte y el agente tóxico recogido son conducidos a continuación por separado a otras etapas de evacuación. Los agentes tóxicos recogidos presentes en alta concentración son evacuados de una manera que ya se conoce para residuos fuertemente radioactivos, por ejemplo a través de filtros de instalaciones de energía nuclear. El objeto descontaminado en parte se puede manipular en virtud de la reducida concentración de agentes radiotóxicos bajo requerimientos reducidos así como se puede almacenar temporal o definitivamente. En este caso, para la protección contra incendio y lixiviación se puede tratar la superficie del objeto, por ejemplo a través de reacción con silicio líquido bajo la formación de SiC o a través de separación pirolítica de carbono para el cierre de los poros. Además, de esta manera se elimina de forma controlada la energía eventualmente almacenada, formada a través de avería inducida por radiación del retículo de cristal (energía Wigner) y el peligro implicado con ello del calentamiento propio.

Si los objetos a evacuar proceden de instalaciones de técnica nuclear, se trata en este caso, en general, de bloques macizos con dimensiones de aproximadamente 0,5 a 1 m de altura y anchura y hasta aproximadamente 2 m de longitud, que contienen cantidades considerables de diferentes agentes radiotóxicos. Se producen, por ejemplo, durante la parada de reactores nucleares moderados con grafito o también durante el funcionamiento normal de reactores refrigerados por gas a través de la sustitución de componentes cerámicos, por ejemplo envolturas de elementos de combustión o en forma de columnas de moderadores en reactores de ensayo de materiales (MTR) o en forma de adsorbentes cerámicos o con contenido de carbono de instalaciones de purificación de todo tipo.

El material a evacuar es, en general, combustible y representa ya desde entonces un problema especial para el almacenamiento. Además, especialmente el grafito de reactor y el carbono son muy sensibles frente al ataque químico y la lixiviación. El grafito de reactor es una forma de grafito utilizada especialmente para instalaciones de técnica nuclear con porosidad extremadamente alta. El carbono es también altamente poroso.

La invención referida aquí tiene el cometido de proporcionar un procedimiento del tipo mencionado al principio, con el que se puede optimizar la utilización de capacidades de almacenamiento dadas y al mismo tiempo se consigue una protección eficiente contra la combustión y lixiviación. El cometido se soluciona en un procedimiento del tipo mencionado al principio, en el que el objeto es desmenuzado en un granulado bajo atmósfera de gas inerte, el objeto es calentado bajo atmósfera de gas inerte o en vacío durante y/o después del desmenuzamiento para la reducción de su contaminación y a continuación el granulado o bien es refundido con una masa envolvente licuada, o es mezclado con la masa envolvente en forma de polvo o en forma de granos y a continuación es calentado hasta la licuación de la masa envolvente, de manera que la masa envolvente licuada o bien ella misma se endurece para formar una cerámica o reacciona químicamente con el granulado para formar una cerámica.

El desmenuzamiento del objeto posibilita una adaptación del material a evacuar a formas predeterminadas, por ejemplo la forma de recipientes de transporte o la geometría de almacenes y, por lo tanto, posibilita una optimización del aprovechamiento del espacio. Un desmenuzamiento en granulado con tamaños de grano de máximo algunos centímetros permite una configuración casi discrecional. En el caso de una masa envolvente licuada, que reacciona químicamente con el material del granulado, se puede hacer reaccionar al granulado en condiciones correspondientes. En general, al menos los granos mayores del granulado solamente en el intervalo de una capa superficial desde pocas µm hasta 1 mm aproximadamente de espesor reaccionarán para formar una cerámica. En el caso de mezcla del granulado con la masa envolvente en polvo o en grano, se puede añadir a éste adicionalmente también la masa envolvente licuada antes, durante o después del calentamiento. En cualquier caso, el desmenuzamiento y la envoltura del granulado con la masa envolvente provocan, además, que la contaminación que permanece después del calentamiento sea distribuida esencialmente en el volumen del bidón. Esto es especialmente ventajoso en objetos a evacuar, que presenta una contaminación superficial alta y no presentan contaminaciones o solamente contaminaciones reducidas del volumen. La transferencia a una contaminación del volumen puede conducir a requerimientos esencialmente más reducidos en la manipulación de los bidones en virtud de carga de dosis superficial entonces más reducida y el blindaje propio existente. Por lo tanto no es necesario eliminar casi toda la cantidad de los agentes tóxicos a través del calentamiento, con lo que la descontaminación se podría realizar de forma menos costosa, por ejemplo a temperaturas relativamente bajas. Otra ventaja del desmenuzamiento resulta cuando el calentamiento se realiza en el propio granulado, puesto que debido a las vías de difusión más cortas, se puede conseguir un calentamiento más eficiente.

Además, el procedimiento de acuerdo con la invención debe realizarse de tal forma que el desmenuzamiento se lleva a cabo bajo una atmósfera de gas inerte. De esta manera, se aminora el riesgo de inflamación y de deflagración y en el caso de objetos que contienen carbono, se previene la reacción con oxígeno atmosférico bajo la formación de CO o CO₂, que desarrollaría, en general, C¹⁴ y, por lo tanto, no se debe escapar. Atmósferas adecuadas son, por ejemplo, de nitrógeno y argón.

Los parámetros a emplear en el procedimiento de acuerdo con la invención, como por ejemplo temperatura, tiempo de residencia, presión, relación entre la masa de la masa envolvente y la masa del objeto, el tamaño del grano, depende en cada caso del tipo de las concentraciones originales de los agentes tóxicos así como de las propiedades pretendidas del bidón. Si un agente tóxico, en virtud de la alta estabilidad de su adhesión con el objeto, no se...

1. Procedimiento para la desintoxicación de un objeto de cerámica, grafito y/o carbono contaminado con al menos un agente tóxico, especialmente radiotóxico, en el que

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla generada a partir del granulado y la masa envolvente es vertida en el estado fluido o moldeable en un recipiente de una cerámica no contaminada.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque después del vertido de la mezcla, se llena el recipiente totalmente con una cerámica no contaminada.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la mezcla generada a partir del granulado y la masa envolvente se utiliza en el estado fluido o moldeable para rellenar los espacios intermedios en otros bidones que contienen residuos contaminados y que pueden ser almacenados temporal o definitivamente.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque para la generación de un bidón, que puede ser almacenado temporal o definitivamente, otro residuo contaminado es envuelto totalmente con la mezcla generada a partir del granulado y la masa envolvente en el estado fluido o moldeable.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 4, caracterizado porque la mezcla generada a partir del granulado y la masa envolvente es transformada en un recipiente, el recipiente es llenado con otro residuo contaminado, cerrado y es almacenado temporal o definitivamente con este contenido.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el caso de objetos que contienen carbono, se emplea un formador de carburo como masa envolvente.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque a la masa envolvente o a la mezcla generada a partir del granulado y la masa envolvente se añaden fibras cerámicas de refuerzo.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la refundición con la masa envolvente licuada o el calentamiento de la mezcla de masa envolvente y granulado se realizan en vacío.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el objeto y el granulado resultante son humedecidos durante el desmenuzamiento con un líquido no combustible.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el objeto es sumergido en un líquido no combustible para el desmenuzamiento.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el polvo que se forma durante el desmenuzamiento del objeto y que flota en el líquido es recogido y es refundido junto con el granulado con la masa envolvente.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque el líquido es recogido y es conducido de nuevo al procedimiento.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque se oxida la superficie de la mezcla.

15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque los bidones, que contienen la mezcla generada a partir del granulado y la masa envolvente, son moldeados de tal forma que se pueden colocar en contacto superficial entre sí.

16. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque se realiza en el lugar de aplicación del objeto.