Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dichten Verschließen eines keramischen Behälters zur Langzeitlagerung von abgebrannten Kernreaktorbrennelementen oder anderen radioaktiven Stoffen mit einem einseitig offenen Behältergrundkörper und einem Verschlußdeckel.
Für die Langzeitlagerung bzw. direkte Endlagerung abgebrannter Kernbrennstoffe werden neben metallischen Behältern auch keramische Behälter vorgeschlagen. Diese keramischen Behälter weisen sowohl die erforderliche Standfestigkeit als auch die chemische Beständigkeit über den erforderlichen langen Zeitraum auf.
Ein derartiger Behälter ist aus der FR-A-2 375 696 bekannt. Behältergrundkörper und Verschlußdeckel dieses aus keramischem Werkstoff bestehenden Behälters werden unter hohem Druck in der Heißen Zelle nach dem Beladen mit Kernreaktorbrennelementen durch Sintern dicht verbunden. Das Ausüben von Verfahren in der Heißen Zelle, die hohe Drücke erfordern, ist in den heißen Zellen der Kerntechnik nicht erwünscht.
Nach einem nicht veröffentlichten technischen Vorschlag wird der Behältergrundkörper vor dem Beladen mit den Kernreaktorbrennelementen mit Metallankern versehen, die nach dem Beladen zum Festklammern bzw. Aufschrauben des Verschlußdeckels dienen. Dieses Verschließen solcher Behälter ist nicht so dicht wie das Zusammensintern von Behältergrundkörper und Verschlußdeckel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum dichten Verschließen eines keramischen Behälters zur Langzeitlagerung von abgebrannten Kernbrennstoff zu schaffen, das sich durch eine gute und dichte Verbindung zwischen Verschlußdeckel und Behältergrundkörper auszeichnet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verschlußdeckel und der Behältergrundkörper mit einem metallischen Lot verbunden werden.
Es hat sich gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine gute Verbindung zwischen Behältergrundkörper und Verschlußdeckel geschaffen wird. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine einfache Handhabungstechnik bei dem Verschließen der Behälter in einer Heißen Zelle möglich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 2 genannten Merkmale aufgezeigt. Die Lotformteile werden in jeweils geeigneter Form zwischen die Fügeflächen gelegt. Durch die geeignete Heizvorrichtung wird soweit aufgeheizt, bis sich im Bereich der Fügeflächen das metallische Lot ausbreitet, wobei zwischen den Lötpartnern Bindekräfte wirksam werden. Dieses vorgeschlagene Verfahren ist besonders dafür geeignet, das metallische Lot erst in der Heißen Zelle nach dem Beladen mit den Kernbrennstoffen aufzulegen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird durch die im Anspruch 3 aufgeführten Merkmale gekennzeichnet. Die Fügeflächen werden bereits außerhalb der Heißen Zelle mit dem metallischen Lot vorbeschichtet. Während des Vorganges des Verschließens in der Heißen Zelle ist nur ein kurzzeitiges Aufschmelzen des Lotes notwendig. Der Grundwerkstoff von Behältergrundkörper und Verschlußdeckel bracht nicht mehr auf Löttemperatur aufgeheizt zu werden. Dieses relativ einfache Aufschmelzen der Lötbeschichtung läßt sich durch eine einfache induktive Erwärmung erreichen. Die Erfindung betrifft auch einen Behälter zur Langzeitlagerung von abgebrannten Kernreaktorbrennelementen gemäß Anspruch 4.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Der in der Zeichnung dargestellte keramische Behälter weist einen Behältergrundkörper 1 auf, der zylindrisch ausgebildet und einseitig offen ist. Weiter weist der Behälter einen Verschlußdeckel 2 auf. Verschlußdeckel 2 und Behältergrundkörper 1 liegen unter Einschluß eines ringförmigen Formteiles 3 aus metallischem Lot aufeinander. Die Fügeflächen von dem Verschlußdeckel 2 und dem Behältergrundkörper 1 sind stufenförmig ausgebildet. Das metallische Lotformteil 3 ist diesen Stufen entsprechend verformt.
Die Beladung des Behälters mit abgebrannten Kernbrennstoffen wird in einem abgeschirmten Raum, einer sogenannten « Heißen Zelle », mittels Fernbedienung vorgenommen. Wenn der Behältergrundkörper 1 mit den abgebrannten Kernbrennstoffen beladen ist, wird das ringförmige Lotformteil 3 auf die Fügeflächen des Behältergrundkörpers 1 aufgelegt. Anschließend wird der mit seiner Fügefläche entsprechend geformte Verschlußdeckel 2 auf den Behältergrundkörper 1 und damit auf das ringförmige Lotformteil 3 aufgesetzt.
Durch eine geeignete Heizvorrichtung werden das Lotformteil 3 sowie der Behältergrundkörper 1 und der Verschlußdeckel 2 im Bereich der Fügeflächen soweit aufgeheizt, bis das Lot schmilzt und die Fügeflächen benetzt. Zwischen den Lötpartnern werden Bindekräfte wirksam.
Der Behältergrundkörper und der Verschlußdeckel bestanden aus A1203. Als metallisches Lot wurde TiPd-Lot verwendet, weil Titan eine hohe Affinität zu Sauerstoff hat.