Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3594
Fachinger, Johannes; Brücher, Heiner; Nau, Karl; Kaiser, Gabriele; Rainer, Hildegard; Syuhada, Frau; Zschunke, Sandra
Untersuchungen zur Radionuklidfreisetzung durch Einwirkung konzentrierter Salzlaugen auf Alu-MTR-Brennelemente
160 S., 1998
Im Rahmen der Diskussion eines nationalen Entsorgungskonzepts mit direkter
Endlagerung von Forschungsreaktorbrennelementen muß die Sicherheit dieses
Entsorgungspfads untersucht werden. Dazu gehört vor allem das Langzeitverhalten
der Brennelemente im Kontakt mit korrosiven aquatischen Phasen, das sich auf Grund
der unterschiedlichen Matrixbeschaffenheit von dem der LWR-Brennelemente stark
unterscheidet. Die hierzu durchgeführten experimentellen Arbeiten für
MTR-Forschungsreaktorbrennelemente konzentrierten sich auf die folgenden Bereiche:
Die Korrosion des Hüll- und Matrixmaterials Aluminium, die Freisetzung von
Radionukliden aus abgebrannten Brennelementen und die Immobilisierung von Radionukliden
im Nahfeld der Endlagerstätte.Dabei zeigte sich, daß ein MTR-Brennelement in den
betrachteten Salzlaugen innerhalb weniger Jahre, bzw. Monate in Gegenwart von Grauguß,
vollständig desintegriert wird. Dadurch hat die Brennelementhülle keinerlei
Barrierenwirkung. Die schnelle Korrosion des Aluminiums hat aber den Vorteil, daß die
entstehenden Korrosionsprodukte gelöste Radionuklide wieder immobilisieren.
Sorptionsversuche mit verschiedenen möglichen Korrosionsprodukten bestätigen die
Fähigkeit dieser Matrizes vor allem die langlebigen Aktiniden zu immobilisieren.
Wie stabil die dabei entstehenden Phasen sind, bedarf jedoch weiterer Untersuchungen.
Die bisherigen Versuche wurden im wesentlichen unter aeroben Bedingungen
durchgeführt, so daß die Ergebnisse unter der im Endlager zu erwartenden anaeroben
Atmosphäre noch verifiziert werden müssen. Erste Untersuchungen in granitischen
Wässern zeigen, daß in diesen Systemen die Aluminiumhülle eine Standzeit von mehreren
hundert Jahren haben könnte und in diesem System eine Langzeitbarriere sein kann.
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