Untersuchungen zur Staubentwicklung bei der maschinellen Rückholung tiefengelagerter Abfallgebinde

Weltweit werden radioaktive Abfälle in der Tiefe endgelagert. Diese Tiefenlager waren in der Vergangenheit nicht auf eine Rückholbarkeit der Abfälle, sondern auf eine Endlagerung dieser ausgelegt. Sollen die radioaktiven Abfälle zu einem späteren Zeitpunkt trotzdem wieder rückgeholt werden (müssen), stellt das Versatzmaterial, welches zur Stabilisierung des Grubengebäudes in die nach der Einlagerung verbleibenden Hohlräume eingebracht wurde, ein beachtenswertes Problem dar. Da weltweit bislang noch keine Rückholung radioaktiver Abfälle aus einem Tiefenlager durchgeführt wurde, kann nicht auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden. ... mehrVorversuche am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) konnten bereits einige Probleme aufdecken, welche bei der Bearbeitung von Salzbeton als Versatzmaterial auftreten. Beispielsweise behindert die bei der Bearbeitung dieses Versatzmaterials auftretende Staubentwicklung die Arbeiten nicht nur im Hinblick auf die Fernhantierbarkeit. Auch besteht im höchstwahrscheinlich kontaminierten Bereich unter Tage die große Gefahr einer Kontaminationsverschleppung, sollte dieser Staub nicht direkt am Entstehungsort aufgefangen werden.
Vor dem Hintergrund der Rückholbarkeit von Abfallgebinden aus einem Tiefenlager wird in der vorliegenden Arbeit zunächst das Vorgehen zur Auswahl der hierfür geeigneten Maschinentechnik analysiert und diese bewertet. Um Erkenntnisse über die Beeinflussbarkeit der Staubentwicklung bei der Bearbeitung von Salzbeton treffen zu können, werden kleinmaßstäbliche Versuche an nachgebildeten Versatzmaterialien durchgeführt. Aufgrund von verschiedenen Parametereinstellungen der verwendeten Werkzeuge und unterschiedlichen Zusammensetzungen der Probekörper ist eine Aussage über die Staubentwicklung im Hinblick auf die Staubkonzentration in der Luft und die Korngrößenverteilung des abgetragenen Materials möglich. Hieraus wird abschließend eine Empfehlung für die Rezeptur des Versatzmaterials zukünftiger Tiefenlager abgeleitet.

To date, radioactive waste is being stored in geological repositories around the globe. The choice of these repositories was dominantly influenced by the concept of final waste storage and not the idea of its recovery. In the case of necessary waste recovery at a later point in time, the stowing material used to stabilize the cavities resulting from the waste storage process will pose significant problems. However, empirical data is not available because radioactive waste recovery has not been undertaken anywhere in the world yet. Preliminary tests with salt concrete at the Karlsruhe Institute of Technoloy (KIT) have already revealed some of the problems the material poses when used as stowing material. ... mehrFor example, the dust formation resulting from salt concrete treatment inhibits remote-controlled processes as well as other tasks. It is to be expected that the areas below ground are radioactively contaminated and that the dust, if it cannot directly be collected, will disperse contamination.
This work analyses the selection process for suitable machine technology and evaluates the findings with respect to the feasibility of retrieving waste drums from geological repositories. It describes the small-scale tests taken on reproduced stowing material to achieve scientific data and gain practical insight on how to influence dust formation when working with salt concrete. Tests with various parameter settings of the tools and machines used and different test sample compositions allow for a statement on the dust formation with respect to the dust concentration level in the air as well as the grain size distribution of the cut material. Finally, these findings will be summed up in a recommendation for a suitable salt concrete recipe for future application in final repositories.