RS63349B1 - Kontejner koji kapsulira radioaktivan i/ili opasan otpad - Google Patents
Kontejner koji kapsulira radioaktivan i/ili opasan otpadInfo
- Publication number
- RS63349B1 RS63349B1 RS20220550A RSP20220550A RS63349B1 RS 63349 B1 RS63349 B1 RS 63349B1 RS 20220550 A RS20220550 A RS 20220550A RS P20220550 A RSP20220550 A RS P20220550A RS 63349 B1 RS63349 B1 RS 63349B1
- Authority
- RS
- Serbia
- Prior art keywords
- waste
- wax
- container
- composition
- radioactive
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
- G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
- G21F1/10—Organic substances; Dispersions in organic carriers
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
- G21F1/12—Laminated shielding materials
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
- G21F5/005—Containers for solid radioactive wastes, e.g. for ultimate disposal
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
- G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
- G21F5/12—Closures for containers; Sealing arrangements
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
- G21F9/301—Processing by fixation in stable solid media
- G21F9/307—Processing by fixation in stable solid media in polymeric matrix, e.g. resins, tars
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/34—Disposal of solid waste
- G21F9/36—Disposal of solid waste by packaging; by baling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Refuse Receptacles (AREA)
- Packging For Living Organisms, Food Or Medicinal Products That Are Sensitive To Environmental Conditiond (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
- Packages (AREA)
Description
Opis
Oblast ovog pronalaska
[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na efikasno kapsuliranje, zadržavanje, čuvanje i transport radioaktivnog i opasnog/toksičnog otpada niskog nivoa. Određenije, pronalazak se odnosi na kontejner za kapsuliranje i postupak za kapsuliranje toksičnih materijala kao što je radioaktivni otpad niskog nivoa.
Pozadina
[0002] Radioaktivni i opasani otpadi potiču iz više izvora. Vezano za radioaktivni otpad, većina potiče iz ciklusa nuklearnih goriva i prerade nuklearnog oružja. Međutim, drugi izvori uključuju medicinske i industrijske otpade, kao i radioaktivne materijale koji se prirodno javljaju (NORM) koji mogu biti koncentrovani kao rezultat obrade ili potrošnje uglja, ulja i gasa, i nekih minerala. Na primer, ugalj sadrži malu količinu radioaktivnog uranijuma, barijuma, torijuma i kalijuma, a ostaci iz industrije nafte i gasa često sadrže radijum i njegove proizvode propadanja.
[0003] Materijali za koje je poznato ili koji su ispitani da pokazuju karakteristike kao što je zapaljivost, reaktivnost, korozivnost i zapaljivost čine opasan otpad. Takav otpad se obično stvara tokom industrijskih i komercijalnih primena, uključujući hemijsko čišćenje, automobilsku industriju, bolnice, istrebljivače, i centre za obradu fotografija. Neki generatori opasnog otpada su veće kompanije kao što su hemijski proizvođači, kompanije za galvanizaciju, i rafinerije ulja, dok i domaćinstva doprinose stvaranju takvog otpada.
[0004] Radioaktivan i opasani otpadi mogu da se razlikuju od drugih tipova opšteg otpada zato što obično ne mogu da se uklone uobičajenim ili rutinskim sredstvima. Na primer, radioaktivan otpad ne može da se ukloni na regularnim deponijama, već mora da se zadrži i čuva dok se radioaktivna komponenta otpada ne "ohladi". Slično tome, opasan otpad koji ne može da se reciklira ili obradi mora da se ukloni tako da sprečava curenje otpada u spoljašnju sredinu, na primer u podzemne vode koje se nalaze u blizini deponija.
[0005] Radioaktivnost svog nuklearnog otpada se vremenom smanjuje (hladi). Međutim, određeni radioaktivni materijali zahtevaju posebna razmatranja u smislu njihovog čuvanja, prevashodno zbog njihovog dugoročnog poluvremena propadanja u odnosu na druge radioaktivne elemente. Na primer, radioaktivni elementi (kao što je plutonijum-239) kod "potrošenog" goriva će ostati opasni stotinama godina, dok neki radioizotopi ostaju opasni milionima godina (kao što je jodin-129). Samim tim, otpadi koji sadrži takve izotope moraju biti kapsulirani, čuvani i prikladno zaštićeni tokom produženih vremenskih perioda. U bilo kom slučaju, čak i izotopi sa relativno kratkim poluživotom moraju da se zadrže na sličan način kako bi se sprečilo curenje ili disperzija u spoljašnju sredinu tokom perioda hlađenja.
[0006] Dobro je poznato da je nekontrolisano izlaganje radioaktivnom materijalu štetno za biološko tkivo. Shodno tome, prilikom razmatranja odgovarajućih sistema za kapsuliranje i čuvanje radioaktivnih (i opasnih) otpada, potencijal za narušavanje integriteta sistema predstavlja kritičan problem. Na primer, u situacijama koje se oslanjaju na podzemno čuvanje otpada, mora se uzeti u obzir imobilizacija otpada protiv raspršivanja usled ekoloških sila. Učinjeni su razni pokušaji da se efektivno kapsuliraju i čuvaju takvi otpadi. U njih spadaju zaptivanje otpada u metalnim ili plastičnim kontejnerima nakon čega sledi čuvanje pod zemljom ili u okeanu, ili inkorporisanje otpada u matricu materijala (kao što su neorganski cementi i polimeri) dok su u svom tečnom ili topljenom stanju, nakon čega sledi stvrdnjavanje. Međutim, takve strategije nisu efikasne imajući u vidu da su cementni materijali izuzetno podložni pucanju usled sušenja i/ili pomeranja zemlje. Metalni kontejneri su skloni rđanju a plastični kontejnerima će uvek nedostajati mehaničke snage kako bi izdržali zahtevne uslove u kojima se takvi otpadi obično čuvaju.
[0007] Dalje, veliki viskozitet mnogih topljenih plastika generalno ograničava količinu otpada koji može da se ubaci u plastičnu matricu, a inkorporisanje otpada u plastičnoj mešavini je ograničeno nemogućnošću matrice da izoluje otpad iz spoljašnje sredine. Na primer, matrice sa više od 30 procenata ubacivanja otpada su bile nezadovoljavajuće zbog curenja usled mobilizacije otpada. Dalje, upotreba matrica koje obuhvataju konvencionalni hidraulični cement i upotreba drugih termoreaktivnih polimernih procesa obezbeđuju malu efikasnost kapsuliranja otpada, zahtev za stvrdnjavanjem matrice dodavanjem hemikalija i/ili povećanjem temperature – faze koje na kraju dovode do povećanih troškova rada.
[0008] Drugi nedostaci sistema za kapsuliranje otpada i materijala koji se trenutno koriste uključuju nemogućnost zaštitnih metala sa visokim atomskim brojem kao što je olovo da blokiraju neurone, činjenicu da neki zaštitni materijali proizvode sekundarno zračenje prilikom izlaganja radioaktivnim česticama velike energije, i što je radiokativna zaštitna oprema koje se trenutno koristi teška zbog materijala koji se koriste. Štaviše, različite industrije obuhvataju različite tipove izvora zračenja koji emituju različite nivoe energije. Mogućnost zaštite materijala zavisi od tipa zračenja i nivoa energije.
[0009] Mnogi od prethodno predloženih sistema za odlaganje toksičnog otpada su skupi i problematični za upotrebu. Na primer, čelični bubnjevi predstavljaju jedan primer prethodnog sistema. Pored problema vezanih za koroziju iz spoljašnje sredine, korozija od otpada je takođe problem i očekivani vek trajanja bubnja je često kraći od perioda propadanja toksičnog materijala, naročito duž zavarenog oboda konvencionalnih čeličnih bubnjeva. Takođe, kako je toksični materijal razdvojen od zidova bubnja , čitav prostor unutar bubnja se obično ne koristi i, kako su ti kontejneri okrugli, spoljašnji prostori su kreirani između susednih bubnjeva, i samim tim se prostor za čuvanje neefikasno koristi.
[0010] U nekim slučajevima, otpad kao što je nuklearni otpad je prethodno bio uronjen u vodena kupatila ili je bio zakopan ispod zemlje. Pored problema sa curenjem koji uzrokuju ekološku štetu, nenamerno izlaganje ljudi zračenju je stvaran i veoma ozbiljan problem.
[0011] Imajući u vidu da je mnoge toksične supstance potrebno čuvati duži vremenski period, odlaganje je često veoma skup predlog i imajući u vidu neefektivnost prethodno predloženih sistema kapsuliranja, postrojenja za odlaganje otpada su obično udaljena i zahtevaju velike prostore kako bi se sprečilo da ljudi dolaze u kontakt sa toksičnim materijalom.
[0012] U smislu ovih i mnogih drugih problema, primeri ovog pronalaska teže da reše, ili barem poboljšaju, jedan ili više nedostataka prethodnih sistema za odlaganje toksičnih otpada ili da barem obezbede korisnu alternativu. Takođe je poželjno da se obezbedi sistem transporta koji može da štiti zračenje tokom transporta kako bi se sprečilo slučajno izlaganje ljudima. Takođe je poželjno da se obezbedi sistem za ekstrahovanje toksičnih materijala iz otpada kako bi se omogućilo razdvajanje i recikliranje materijala.
[0013] US 4,021,363 otkriva materijal za imobilizaciju toksičnih čestica. US 5,649,323 otkriva kompoziciju i postupak za kapsuliranje i stabilizaciju radioaktivnih opasnih mešanih otpada. Iz US 2011/0318441 A1, plan oblikovanja za proizvodnju kontejnera za čuvanje materijala od nuklearnog zračenja je poznat. US 2014/106635 A1 otkriva radionepropusne elastomerne materijale sa vezom ugljenik-ugljenik, postupak pripreme i upotrebe istog.
[0014] Postoji potreba za bavljenjem gore navedenim, i/ili da se barem obezbedi korisna alternativa.
Kratak sadržaj
[0015] Gornji predmet je rešen predmetom nezavisnih patentnih zahteva. Poželjni načini ostvarivanja su definisani u zavisnim patentnim zahtevima.
[0016] Kao rezultat ovog pronalaska, može lako da se postigne efikasno kapsuliranje i zadržavanje radioaktivnih i/ili opasnih otpada. Otpad je u suštini stabilizovan vezivanjem sa, i time što ga održavaju, sastavni delovi kompozicije za kapsuliranje, koja obezbeđuje oblik stabilnog monolitičkog otpada koji je otporan na curenje komponenti otpada.
Kratak opis crteža
[0017] Poželjni načini ostvarivanja ovog pronalaska će dalje biti opisani, samo pomoću neograničavajućih primera, uz pozivanje na prateće crteže na kojima:
Fig.1 predstavlja dijagram toka postupka kapsuliranja i zadržavanja radioaktivnog i/ili opasnog otpada;
Fig.2 predstavlja kontejner za zadržavanje radioaktivnog i/ili opasnog otpada koji je kapsuliran; Fig.3 predstavlja aksonometrijski izgleda ureza panela;
Fig.4 predstavlja poprečni izgled panela;
Fig.5 predstavlja izgled odozgo većeg broja međusobno povezanih panela;
Fig.6 predstavlja aksonomoetrijski izgled kontejnera i poklopca;
Fig.7 predstavlja poprečni izgled kontejnera i poklopca;
Fig.8a do 8d su izgledi drugog kontejnera;
Fig.9 predstavlja aksonometrijski izgled drugog panela; i
Fig.10 predstavlja poprečni izgled kontejnera.
Detaljan opis
[0018] Ovo otkrivanje se delimično temelji na identifikaciji kompozicije, čije komponente u kombinaciji sa radioaktivnim i opasnim otpadom omogućavaju robusno i efikasno kapsuliranje tog otpada.
[0019] Ovo otkrivanje se takođe temelji delimično na upotrebi kompozicije za kapsuliranje, čije komponente, kada se mešaju u rastop sa radioaktivnim i/ili opasnim otpadom, omogućavaju robusno i efikasno kapsuliranje tog otpada.
[0020] U jednom obliku, kompozicija za kapsuliranje obuhvata nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak. Pronalazač je došao do zaključka da kompozicija za kapsuliranje može da se umešava u rastop sa radioaktivnim i/ili opasnim otpadom, zatim da se ohladi kako bi se obrazovala čvrsta masa, kako bi se obezbedilo robusno i efikasno kapsuliranje otpada.
[0021] Uz pozivanje na Fig.3, prikazan je kompozitni panel 10 prema konfiguraciji ovog otkrivanja.
[0022] Panel 10 je konfigurisan za upotrebu u sistemu za kapsuliranje toksičnih materijala i veći broj panela može da se kombinuje kako bi se obrazovao kontejner 100 prikazan na Fig.6.
[0023] Panel 10 obuhvata ojačavajuću strukturu 12 barem delimično raspoređenu unutar matričnog materijala 14. U jednom obliku, matrični materijal 14 predstavlja kompoziciju koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer kao što je poliolefin, a ojačavajuća struktura 12 je integralno obrazovana unutar matričnog materijala. U drugim oblicima, matrica uključuje dodatak za povećanje fleksibilnosti. U poželjnim načinima ostvarivanja, matrični materijal 14 predstavlja kompoziciju koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer kao što je poliolefin i vosak ili mast u kojoj je ojačavajuća struktura 12 barem delimično raspoređena. Poliolefinski materijal može biti nov ili recikliran, pojedinačan ili spojen. Mast može da se dobije od životinjskih ili biljnih izvora i može biti od otpadnih ili neotpadnih izvora.
[0024] U jednoj konfiguraciji panel je obrazovan od kompozicije za kapsuliranje za kapsuliranje radioaktivnog i/ili opasnog otpada, pri čemu ta kompozicija za kapsuliranje uključuje: nebiorazgradivi termoplastični polimer; i vosak.
[0025] U drugoj konfiguraciji, obezbeđena je kompozicija za kapsuliranje za sprečavanje curenja radioaktivnog i/ili opasnog otpada u spoljašnju sredinu, pri čemu ta kompozicija za kapsuliranje uključuje: otpad, uključujući radioaktivan i/ili opasan otpad; nebiorazgradivi termoplastični polimer; i vosak.
[0026] Kako bi se otpad efektivno kapsulirao, termoplastični polimer, vosak i otpad svi mogu da se kombinuju pod pritiskom i zagrevaju kako bi se obezbedila mešavina u kojoj je otpad obložen termoplastičnim polimerom i voskom. Ova mešavina se zatim istisne u rastegljivom obliku u kontejner 100 obrazovan od slične kompozicije kako bi se omogućilo kapsuliranom otpadu da se veže za kontejner 100 kako bi se obezbedio robustan sistem za kapsuliranje koji je izuzetno trajan za transport i otporan na oštećenje tokom transporta. Poželjno, u slučaju nesreće tokom transporta ili drugog destruktivnog incidenta, otpad može da se sakupi uz potencijalno samo malo spoljašnje kontaminacije.
[0027] Mora biti u mogućnosti da se integriše sa otpadom i da se obezbedi potporni okvir za koji se otpad vezuje i zadržava. Pronalazač je došao do zaključka da kompozicija koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak kada se zagreva do tečnog oblika, doda u otpad, a zatim ohladi do čvrstog oblika, obezbeđuje takvo robusno i efikasno kapsuliranje otpada.
[0028] Kako se ovde koristi, radioaktivan otpad se odnosi na otpad koji sadrži radioaktivni materijal. Radioaktivan otpad je obično sporedan proizvod stvaranja nuklearne energije, ili nastaje iz upotrebe radioaktivnih materijala u naučnom istraživanju, industrijskim, poljoprivrednim i medicinskim primenama, i proizvodnje radiofarmaceutika. Dalje, u rudarskoj industriji, radioaktivan otpad nastaje od radiokativnih materijala koji se prirodno javljaju (NORM) koji su koncentrovani kao rezultat obrade ili potrošnje uglja, ulja i gasa, i nekih minerala.
[0029] Radioaktivan otpad može da se podeli u 6 kategorija – otpad sa sadržajem radionuklida ispod granice izuzeća (EW), veoma kratkoročan otpad (VSLW), otpad veoma niskog nivoa (VLLW), otpad niskog nivoa (LLW), otpad srednjeg nivoa (ILW) i otpad visokog nivoa (HLW). Ova klasifikacija radioaktivnog otpada je definisana u međunarodnim standardima koje razvija Međunarodna agencija atomske energije (IAEA Safety Standard Series, No GSG-1, 2009). Postoje tri opšte klase radioaktivnog otpada – otpad niskog nivoa (LLW), otpad srednjeg nivoa (ILW) i otpad visokog nivoa (HLW). Međutim, noviji pregled klasifikacija otpada je doveo do dodavanja dve nove klase između LLW i otpada ispod granice izuzeća. Klasifikacije kao što ih je definisala Australijska organizacija nuklearne nauke i tehnologije (ANSTO, Management of Radioactive Waste u Australiji, Januar 2011) mogu biti opisane na sledeći način.
[0030] Otpad sa sadržajem radionuklida ispod granice izuzeća (EW) sadrži takvu nisku koncentraciju radionuklida koja može da se isključi iz nuklearne regulatorne kontrole zato što se radiološke opasnosti smatraju zanemarljivim. Veoma kratkoročan otpad (VSLW) može da se čuva zbog propadanja tokom ograničenog perioda od do nekoliko godina i naknadno, čist od regulatorne kontrole da se odloži kao regularan otpad. Otpadu veoma niskog nivoa (VLLW) nije potreban veliki nivo zadržavanja i izolacije i samim tim je pogodan za odlaganje u postrojenjima poput deponija blizu površine sa ograničenom regulatornom kontrolom. Otpad niskog nivoa (LLW) sadrži ograničene količine dugoročnih radionuklida. Ova klasifikacija pokriva veoma širok opseg radioaktivnog otpada, od otpada koji ne zahteva bilo kakvu zaštitu za rukovanje ili transport do nivoa aktivnosti koji zahtevaju robusnije zadržavanje i periode izolacije od do nekoliko stotina godina. Postoji opseg opcija za odlaganje od jednostavnih postrojenja blizu površine do složenijih inženjerskih postrojenja. LLW može da uključuje kratkoročne radionuklide na višim nivoima koncentracije aktivnosti, i takođe dugoročne radionuklide, ali samo na relativno niskim nivoima koncentracije aktivnosti. LLW prave bolnice i industrija, kao i ciklus nuklearnog goriva. LLW samim tim obično uključuje radioaktivan materijal koji može da se pronađe u koncentratu isparivača, jonoizmenjivačkim smolama, pepelu sa dna peći za spaljivanje, muljevima od filtracije, i zagađenim filterima i membranama. Otpad srednjeg nivoa (ILW) obično uključuje smole, hemijski mulj i metalne obloge nuklearnog goriva reaktora, kao i zagađene materijale od stavljanja reaktora van pogona. ILW sadrži povećane količine dugoročnih radionuklida i potrebno mu je povećanje barijera za zadržavanje i izolaciju u odnosu na LLW. ILW nije potrebno obezbeđivanje rasipanja toplote tokom čuvanja i odlaganja. Dugoročni radionuklidi kao što su alfa emiteri neće propadati do nivoa aktivnosti tokom vremena za koje se može osloniti na institucionalne kontrole. Samim tim ILW zahteva odlaganje na većim dubinama desetina do stotina metara.
[0031] Otpad visokog nivoa (HLW) proizvode nuklearni reaktori. Sadrži proizvode fisije i transuranijumske element koji nastaju u jezgru reaktora. HLW ima visoke nivoe aktivnosti koje stvaraju značajne količine toplote radioaktivnim propadanjem koje bi trebalo da se uzme u razmatranje kod projektovanja postrojenja za odlaganje. Odlaganje u duboke, stabilne geološke formacije obično nekoliko stotina metara ispod površine je generalno priznato kao najprikladnija opcija za HLW. Te dve primarne klase civilnog HLW predstavljaju iskorišćeno gorivo iz nuklearnih reaktora i odvojeni otpad od prerade tog iskorišćenog goriva.
[0032] Kako se koristi u ovom otkrivanju, opasan otpad se odnosi na otpad koji predstavlja, ili ima potencijal da predstavlja, opasnost po ljudsko zdravlje i spoljašnju sredinu ako se ne tretira na pravi način, ne čuva, ne transportu, ne odlaže, ili se na bilo koji način njime ne upravlja na odgovarajući način. U Sjedinjenim državama, tretiranje, čuvanje i odlaganje opasnog otpada je regulisano prema Zakonu o očuvanju i obnavljanju resursa (RCRA). Na 40 CFR 261 tog zakona, opasni otpadi su podeljeni u dve glavne kategorije, naime karakteristični otpadi i navedeni otpadi. Karakteristični opasni otpadi su materijali koji su poznati ili ispitani da ispoljavaju jednu ili više od sledeće četiri odlike - zapaljivost (tj., zapaljivi), reaktivnost, korozivnost, i toksičnost. Navedeni opasni otpadi su materijali koje konkretno navode regulatorni nadležni organi kao opasan otpad koji potiču od konkretnih izvora, konkretnih izvora, ili odbačenih hemijskih proizvoda. U Australiji, opasan otpad je definisan u Zakonu o opasnom otpadu (Propis o izvozima i uvozima) iz 1989. pod četiri kategorije. U njih spadaju: (1) otpad koji propisuju Propisi tog Zakona, pri čemu taj otpad ima bilo koju od karakteristika pomenutih u Aneksu 111 do Bazelske konvencije (ove karakteristike uključuju eksplozivne materijale, zapaljive tečnosti i čvrste materije, otrove supstance, toksične supstance, ekotoksične supstance i infektivne supstance); (2) otpadi koji pripadaju bilo kojoj kategoriji sadržanoj u Aneksu I Bazelske konvencije, ukoliko ne poseduju bilo koju od opisanih karakteristika sadržanih u Aneksu 111 (otpadi u Aneksu I uključuju kliničke otpade, otpadna ulja/vodu, mešavine ugljovodonika i vode, emulzije, otpade od proizvodnje, formulaciju i upotrebu smola, lateks, plastifikatore, lepkove/adhezive, otpade koji nastaju usled površinskog tretiranja metala i plastike, ostatke koji potiču od operacija odlaganja otpada; i otpade koji sadrže određena jedinjenja kao što su bakar, cink, kadmijum, živa, olovo i azbestos); (3) kućni otpad; i (4) ostatke koji potiču od paljenja kućnog otpada.
[0033] Kompozicija za kapsuliranje može da uključuje otpad koji je u suvom ili gotovo suvom obliku. U tom smislu, otpad može da ima sadržaj vlage u opsegu od oko 0% do oko 10 mas.%. Ipak trebalo bi da bude jasno da otpad ne bi trebalo da bude u takvom suvom ili gotovo suvom obliku. Prednosti otpada koji je u takvom obliku su pre svega za svrhe smanjenja zapremine otpada pre kapsuliranja i zadržavanja. Kada se otpad obezbeđuje u suvom ili gotovo suvom obliku, faze tretiranja su potrebne da bi se dobio suštinski bezvodan otpad. Ovo može da uključuje zagrevanje otpada u peći za spaljivanje ili pećnici, ili upotrebom sistema usisavanja, nakon čega sledi opciono drobljenje, razbijanje ili mlevenje suvog ili gotovo suvog otpada kako bi se dalje smanjila zapremina.
[0034] Kada je otpad u svom ili gotovo suvom obliku, opterećenje otpada u kompoziciju za kapsuliranje može biti od oko 10% do oko 85 mas.%.
[0035] Vlažnim otpadom takođe može da se rukuje u skladu sa ovde opisanim konfiguracijama i može da se smesti direktno u kontejner opisanog tipa. Takav otpad može biti pomešan sa voskom na niskoj temperaturi za kapsuliranje.
[0036] Po potrebi, pre umešavanja u rastop sa kompozicijom za kapsuliranje otpad može biti zagađen. Usitnjavanje se može postići korišćenjem tehnika poznatih u struci kao što su drobljenje, usitnjavanje, razbijanje ili mlevenje.
[0037] U jednoj konfiguraciji, radioaktivan i/ili opasan otpad se podvrgava usitnjavanju pre umešavanja u rastop sa kompozicijom za kapsuliranje.
[0038] Kompozicija za kapsuliranje može da obuhvata nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak. Nebiorazgradivi termoplastični polimer, zajedno sa voskom, obrazuje mešavinu koja funkcioniše kao sredstvo za vezivanje koje vezuje zajedno i kapsulira otpad. Kao vezujuća kompozicija, ima brojne prednosti u odnosu na upotrebu konvencionalnih sredstava za vezivanje kao što je cement. Na primer, omogućava veće stavljanje otpada u odnosu na upotrebu cementa, stvrdnjavanje kompozicije nakon hlađenja je obezbeđeno (zbog termoplastičnosti – nebiorazgradivi i polimer su termoplastični) pod uslovom da nije potrebno bilo kakvo hemijsko stvrdnjavanje, i kompozicija može da se prilagodi širokom opsegu tipova otpada jer se sastavni delovi otpada neće mešati sa svojim stvrdnjavanjem nakon hlađenja.
[0039] Može da se koristi bilo koji nebiorazgradivi termoplastični polimer u opisanoj kompoziciji za kapsuliranje. Oni koji omekšaju ili koji su u topljenom obliku od oko 120°C do oko 260°C su najpogodniji u smislu smanjenja troškova energije prilikom formulisanja kompozicije ili kada se mešaju sa kompozicijom sa radioaktivnim i/ili opasnim otpadom. Takvi polimeri bi bili poznati u tehnici, i uključuju, ali bez ograničenja na, polietilen (uključujući polietilen male gustine (LDPE) i polietilen velike gustine (HDPE)), polipropilen, akril, poliviniletilen, polivinilacetat, polivinilhlorid (PVC), polistiren, najlon, polibutadien, i njihove mešavine.
[0040] Polietilen je inertni termoplastični polimer čiju temperaturu topljenja nalaže njegova gustina. Samim tim, temperature topljenja mogu biti u opsegu od 105°C (za polietilen manje gustine) do 130°C (za polietilen veće gustine). Kao sredstvo za vezivanje, ima brojne prednosti tokom upotrebe konvencionalnih sredstava kao što su cementi. Na primer, kapsuliranje polietilena omogućava opterećenje većim otpadom u odnosu na upotrebu cementa, stvrdnjavanje polietilena nakon hlađenja je obezbeđeno pod uslovom da nije potrebno hemijsko stvrdnjavanje, a polietilen može da se prilagodi širokom opsegu tipova otpada zato što se sastavni delovi u otpadu neće mešati sa stvrdnjavanjem nakon hlađenja.
[0041] Polietilen može biti klasifikovan u nekoliko različitih kategorija na osnovu karakteristika kao što je njegova gustina i razgranatost. Njegova mehanička svojstva zavise značajno od varijabli kao što je opseg i tip razgranatosti, kristalne strukture i molekulske mase. Kada se kategorizuje prema gustini, polietilen postoji u brojnim oblicima, pri čemu je najuobičajeniji polietilen velike gustine (HDPE), linearni polietilen male gustine (LLDPE), i polietilen male gustine (LDPE). HDPE je definisan gustinom većom ili jednakom 0.941 g/cm3.
[0042] HDPE ima niži stepen razgranatosti i samim tim ima jače intermolekulske sile i zateznu čvrstoću u odnosu na LLDPE i LDPE. HDPE se proizvodi katalizatorima hromijuma/silicijuma, Ziegler-Natta katalizatorima ili metalocenskim katalizatorima. Nedostatak razgranatosti obezbeđuje adekvatan izbor katalizatora (na primer, katalizatori hromijuma ili Ziegler Natta katalizatori) i uslova za reakciju. HDPE se koristi u proizvodima i pakovanju kao što su bokali sa mlekom, boce sa deterdžentom, burad sa margarinom, kontejneri za đubre i vodene cevi.
[0043] LLDPE je definisan opsegom gustine od 0.915-0.925 g/cm3. LLDPE je suštinski linearni polimer sa značajnim brojem kratkih grana, obično napravljenih kopolimerizacijom etilena sa kratkolančanim alfaolefinima (na primer, 1-buten, 1-heksen i 1-okten). LLDPE ima veću zateznu čvrstoću od LDPE, i ispoljava veći uticaj i otpornost na punkturu od LDPE. LLDPE se obično koristi u pakovanju, naročito za foliju za vreće i listove, foliju za umotavanje, i pucketave folije.
[0044] LDPE je definisan opsegom gustine od 0.910-0.940 g/cm3. LDPE ima veliki stepen razgranatosti kratkog i dugog lanca, što znači da se lanci takođe ne pakuju u kristalnu strukturu. Samim tim, ima manje jake intermolekulske sile budući da je trenutno-dipolno privlačenje indukovano dipolom, manje. Ovo dovodi do manje zatezne čvrstoće i povećane provodljivosti. Visok stepen razgranatosti sa dugim lancima daje topljeni LDPE jedinstvena i poželjna svojstva protoka. LDPE se najčešće koristi za proizvodnju raznih kontejnera, boca za razmeravanja, boca za pranje, pravljenje tuba, i plastičnih kesa za računarske komponente. Ipak, najčešća upotreba je kod plastičnih kesa.
[0045] U jednoj konfiguraciji, LDPE je poželjni nebiorazgradivi termoplastični polimer za upotrebu u kompoziciji za kapsuliranje.
[0046] U nekim konfiguracijama, nebiorazgradivi termoplastični polimer može biti prisutan u kompoziciji za kapsuliranje u količini od oko 0.5% do oko 30% po ukupnoj zapremini. U nekim konfiguracijama, polimer može biti prisutan u količini od oko 0.5% do oko 25%, od oko 0.5% do oko 20%, od oko 0.5% do oko 15%, od oko 0.5% do oko 10%, od oko 0.5% do oko 5%, od oko 5% do oko 30%, od oko 5% do oko 25%, od oko 5% do oko 20%, od oko 5% do oko 15%, od oko 5% do oko 10%, od oko 10% do oko 30%, od oko 10% do oko 25%, od oko 10% do oko 20%, od oko 10% do oko 15%, od oko 15% do oko 30%, od oko 15% do oko 25%, od oko 15% do oko 20%, od oko 20% do oko 30%, ili od oko 20% do oko 25%, po ukupnoj zapremini kompozicije za kapsuliranje.
[0047] Kompozicija za kapsuliranje takođe uključuje vosak. Kao što bi to stručnjak razumeo, voskovi pripadaju klasi hemijskih jedinjenja koja su popustljiva blizu ambijentalnih temperatura. Karakteristično, voskovi se tope iznad 45°C kako bi se obezbedila tečnost niskog viskoziteta. Voskovi su hidrofobni ali su rastvorljivi u organskim, nepolarnim rastvaračima. Svi voskovi su organska jedinjenja koja su i sintetička i prirodno dobijena. Prirodni voskovi su obično estri masnih kiselina i dugolančani alkoholi. Sintetički voskovi su dugolančani ugljovodonici kojima nedostaju funkcionalne grupe.
[0048] Pogodni voskovi mogu da uključuju razne ugljovodonike (alkane ili alekene pravog ili razgranatog lanca, keton, diketon, primarne ili sekundarne alkohole, aldehide, estre sterola, alkanoinske kiseline, turpene, monoestre), kao što su oni sa lancem ugljenika dužine u opsegu od ClrC3s. Takođe pogodni su diestri ili drugi razgranati estri. Jedinjenje može biti estar alkohola (glicerol ili drugi osim glicerola) i C18 ili veća masna kiselina.
[0049] U nekim konfiguracijama, vosak je izabran od jednog ili više iz grupe koju čine mineralni voskovi kao što je parafin, pčelinji vosak (npr. beli pčelinji vosak SP-422P dostupan od Strahl i Pitsch of West Babylon, Njujork), Kineski vosak, lanolin, vosak šelaka, spermaceti, lavorov vosak, kandelila vosak, biljni voskovi kao što je karnauba vosak, vosak od insekata, ricinusov vosak, esparto vosak, Japanski vosak, ulje jojobe, urikuri vosak, vosak od pirinčanih mekinja, sojin vosak, lotosov vosak (npr., Nelumbo Nucifera Floral Vosak dostupan od Deveraux Specialties, Silmar, Kalifornija), cerezinski vosak, montan vosak, ozocerit, voskovi od treseta, mikrokristalni vosak, vazelin, Fischer- Tropsch voskovi, supstituisani amidni voskovi, cetilpalmitat, laurilpalmitat, cetostearilstearat, polietilensi vosak (npr. PERFORMALENE 400, molekulske mase od 450 i tačke topljenja 84°C, dostupan od New Phase Technologies of Sugar
1
Land, Teksas), i silikonski voskovi kao što je C3o-45 Alkil metikon i C3o-45 Olefin (npr. Dow Corning AMS-C30, tačke topljenja od 70°C, dostupne od Dow Corning of Midland, Mičigen).
[0050] U jednoj konfiguraciji, parafin je poželjan vosak za upotrebu u kompoziciji za kapsuliranje.
[0051] U nekim konfiguracijama, vosak može biti prisutan u kompoziciji za kapsuliranje u količini od oko 0.5% do oko 99.5% po ukupnoj zapremini. U nekim konfiguracijama, vosak može biti prisutan u količini od oko 20% do oko 80%, od oko 30% do oko 70%, ili od oko 40% do oko 60%, po ukupnoj zapremini kompozicije za kapsuliranje.
[0052] U nekim konfiguracijama, kompozicija za kapsuliranje takođe može da se uključuje bezvodni, agens protiv curenja. Takvi agensi mogu da obrazuju taloge sa radioaktivnim ili toksičnim komponentama otpada. Primeri pogodnih bezvodnih, agenasa protiv curenja uključuju, ali bez ograničenja na, natrijumsulfid, kalcijumhidroksid, natrijumhidroksid, kalcijumoksid, magnezijumoksid, i njihove mešavine.
[0053] U nekim konfiguracijama, natrijumsulfid predstavlja poželjni bezvodni, agens protiv curenja za korišćenje u kompoziciji za kapsuliranje.
[0054] U nekim konfiguracijama, bezvodni, agens protiv curenja je prisutan u kompoziciji za kapsuliranje u količini od oko 5% do oko 60% po ukupnoj zapremini. U nekim konfiguracijama, bezvodni, agens protiv curenja može biti prisutan u količini od oko 5% do oko 55%, od oko 5% do oko 50%, od oko 5% do oko 45%, od oko 5% do oko 40%, od oko 5% do oko 35%, od oko 5% do oko 30%, od oko 5% do oko 25%, od oko 5% do oko 20%, od oko 5% do oko 15%, od oko 5% do oko 10%, od oko 10% do oko 50%, od oko 20% do oko 40%, ili od 30% do oko 40%, po ukupnoj zapremini kompozicije za kapsuliranje.
[0055] U nekim konfiguracijama, kompozicija za kapsuliranje je u topljenom ili tečnom obliku na temperaturama iznad oko 120°C. U topljenom obliku, kombinovani polimer i vosak kompozicije za kapsuliranje mogu da isprskaju otpad, koji nakon hlađenja obezbeđuje oblik monolitičnog čvrstog otpada koji predstavlja robusno i efikasno kapsuliranje otpada. Zapravo kombinacija polimera i voska dejstvuje kao sredstvo za vezivanje za otpad.
[0056] Kompozicija za kapsuliranje može biti u obliku čvrstih peleta koji sadrže polimer i vosak. Takvi peleti mogu da se pripreme upotrebom standardnih tehnika poznatih u tehnici. Obično, ovi uključuju zagrevanje polimera i voska (zajedno ili odvojeno) do topljene ili tečne faze, mešanje dve topljene komponente zajedno (ukoliko se zagreva odvojeno), a zatim potiskivanje topljene kompozicije da teče kroz ploču za kalupljenje pre isecanja na pelete i ostavljanja radi stvrdnjavanja. Ako kompozicija za kapsuliranje uključuje bezvodni, agens protiv curenja, taj agens može da se doda ili topljenom polimeru ili topljenom polimeru pre mešanja, ili topljenom polimeru i vosku prilikom kombinovanja. U jednom obliku, peleti su odvojeno pomešani sa topljenim voskom pre upotrebe radi oblaganja peleta, koji mogu biti razbijeni i spremni za narednu upotrebu. Ovo omogućava peletima da se mešaju sa otpadom tako da obe komponente mogu da se zagreju zajedno.
[0057] Nakon identifikovanja da specifična kombinacija nebiorazgradivog termoplastičnog polimera i voska obezbeđuje robusnu i pouzdanu kompoziciju za kapsuliranje za radioaktivan i/ili opasan otpad, ovo otkrivanje obezbeđuje postupak za kapsuliranje pomenutog otpada pomoću pomenute kompozicije.
[0058] Takođe, nakon izbora konkretne kombinacije nebiorazgradivog termoplastičnog polimera i voska koja obezbeđuje robusnu i pouzdanu kompoziciju za kapsuliranje za izabrani radioaktivan i/ili opasan otpad, ovo otkrivanje obezbeđuje kapsuliranje otpada umešavanjem u rastop otpada sa kompozicijom za kapsuliranje.
[0059] Kako se ovde koristi izraz "umešavanje u rastop" je predviđen da označava mehanički postupak u kojem se kompozicija za kapsuliranje i otpad mehanički meša sa kompozicijom za kapsuliranje dok je u topljenom stanju. Umešavanje u rastop je samim tim predviđeno da bude različito od čistog dodavanja otpada u topljenu kompoziciju za kapsuliranje (u kojem će mešanje i disperzija otpada kroz kompoziciju za kapsuliranje biti ograničeni i prilično neefikasni.
[0060] Izraz "umešavanje u rastop" takođe može da označava "mehaničko umešavanje u rastop".
[0061] Umešavanje u rastop poželjno može da se izvede upotrebom tehnika i opreme poznatih u tehnici. Na primer, umešavanje u rastop može da se postigne upotrebom opreme za kontinuirano istiskivanje kao što su dvopužni ekstruderi, jednopužni ekstruderi, drugi višepužni ekstruderi i Farell mešači.
[0062] Prilikom izvođenja postupka, kompozicija za kapsuliranje i otpad mogu da se uvedu u opremu za umešavanje u rastop zajedno ili odvojeno. Komponente koje čine kompoziciju za kapsuliranje takođe mogu biti uvedene u opremu za umešavanje u rastop zajedno ili odvojeno. Kompozicija za kapsuliranje sama po sebi može da se obrazuje pre izvođenja ovog postupka umešavanjem u rastop nebiorazgradivog termoplastičnog polimera, voska i opciono jednog ili više aditiva kao što je bezvodni agens protiv curenja.
[0063] U jednoj konfiguraciji, kompozicija za kapsuliranje je obezbeđena u obliku peleta, pri čemu peleti imaju strukturu jezgro-omotač, pri čemu to jezgro obuhvata nebiorazgradivi termoplastični polimer i omotač koji obuhvata vosak.
[0064] Takva struktura jezgro-omotač kompozicije za kapsuliranje može da se proizvede jednostavno dobijanjem polimera u obliku peleta i mehaničkim mešanjem peleta sa topljenim voskom tako da se obloži spoljašnjost peleta i da se obrazuje spoljašnji voštani omotač. Bilo koji aditiv koji se koristi u kompoziciji za kapsuliranje može da se ugradi u spoljašnji voštani omotač mešanjem sa topljenim voskom i upotrebom voštane mešavine za obrazovanje omotača na bazi voska.
[0065] Ovde je takođe otkriven postupak kapsuliranja i zadržavanja radioaktivnog i/ili opasnog otpada, pri čemu taj postupak uključuje:
(i) obezbeđivanje radioaktivnog i/ili opasnog otpada koji se kapsulira i zadržava;
(ii) mešanje otpada iz faze (i) sa kompozicijom za kapsuliranje koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak;
(iii) zagrevanje mešavine otpada i kompozicije za kapsuliranje iz faze (ii) tao da je kompozicija za kapsuliranje u topljenom ili tečnom obliku, čime se kapsulira otpad; i
(iv) deponovanje mešavine i z faze (iii) u kontejner, čime se otpad zadržava.
[0066] Ovaj postupak je ilustrovan u dijagramu toka sa Fig.1. Ovde se može videti da se radioaktivan i/ili opasan otpad uvodi u svrdlo preko levka (levak 1). Postupak uvođenja je automatizovan i poželjno kontrolisan putem mikroprocesora. Otpad može da se uvede u levak u svom izvornom stanju, ili se može prvo podvrgnuti sušenju primenom postupaka kako su prethodno opisani. U ovom slučaju, otpad se uvodi u levak u suvom ili gotovo suvom obliku. Ako je otpad obezbeđena u svom izvornom stanju, opciono može da se podvrgne sušenju unutar svrdla, grejnim elementom u, ili povezanim sa, svrdlom (grejače, 1) pre mešanja sa kompozicijom za kapsuliranje. U jednoj konfiguraciji, otpad (u svom suvom, gotovo suvom, ili izvornom obliku) može biti utemeljen, zdrobljen ili mleven pre uvođenja u levak.
[0067] Kompozicija za kapsuliranje, na primer u obliku peleta kako je prethodno opisano, može da se dodaje odvojeno u svrdlo preko nezavisnog levka (levak 2). Svrdlo zatim olakšava mešanje otpada i kompozicije za kapsuliranje pre zagrevanja mešavine odvojeno kontrolisanim drugim grejnim elementom u, ili povezanim sa, svrdlom (grejač 2). U nekim konfiguracijama, svrdlo može da ima 1, 2 ili ili više dodatnih grejnih elemenata postavljenih posle grejača 2. Ovim se omogućava dobijanje homogene, topljene mešavine svih komponenti koja obezbeđuje adekvatno kapsuliranje otpada.
Mešavina se zatim deponuje u kontejner i ostavlja se da se ohladi do ambijentalne temperature tako da se obrazuje monolitična čvrsta materija unutar kontejnera, čime se zadržava otpad za naredno čuvanje.
[0068] Kako je prethodno istaknuto, postupak uvođenja za dodavanje kompozicije za kapsuliranje u svrdlo je automatizovan i poželjno ga kontroliše mikroprocesor. U ovom smislu, svaki pojedinačni uvodnik reguliše glavni kontrolor koji prati i podešava isporuku otpada i kompozicije za kapsuliranje radi održavanja potrebnog i željenog masenog odnosa među komponentama mešavine.
[0069] U opisanom postupku može da se koristi bilo koje svrdlo, kao što je konfiguracija jednog ili više vijaka, pod uslovom da su prave veličine. Temperature zone, temperature topljenja, pritisci topljenja, povlačenje struje i brzina vijaka su parametri koji bi trebalo pažljivo da se prate odgovarajućom instrumentacijom kroz postupak.
[0070] U određenim situacijama i lokacijama, možda neće biti moguće da se otpad udrobi ili samelje pre mešanja sa kompozicijom za kapsuliranje. Takođe možda čak neće biti moguće da se otpad osuši pre ove faze. Na primer, suštinska količina radioaktivnog i opasnog otpada se stvara medicinskim primenama, kao što je u bolnicama i institutima za istraživanje, a i ova mesta možda neće imati infrastrukturu i izvore potrebne za primenu takvih faza. Samim tim, alternativni postupak za takva mesta bi bio da se otpad (u svom urednom obliku) sabije u kontejner pomoću fizičke sile ili mehanički pomoću hidrauličnog
1
kompresora. Potrebno je da otpad ne bude sabijen, ali je u interesu uštede prostora u smislu naknadnog čuvanja zadržanog otpada poželjni. Kada se kontejner napuni otpadom (sabijenim ili ne), kompozicija za kapsuliranje u topljenom obliku može da se doda otpadu, da se ostavi da se prošara otpadom, a zatim da se ostavi da se stvrdne u kontejneru čime se otpad kapsulira i zadržava.
[0071] Prednost kompozicije za kapsuliranje je ta što može ponovo da se koristi za buduće zahteve vezano za kapsuliranje. U smislu radioaktivnog otpada kao primer, kada je kapsulirani radioaktivni otpad propao dovoljno (prema primenjivim propisima) nakon čuvanja, kompozicija za kapsuliranje može ponovo da se zagreva do rastopljenog oblika čime se omogućava njeno razdvajanje od propalog otpada. Rastopljena kompozicija za kapsuliranje zatim može ponovo da se koristi za potrebe naknadnog kapsuliranja. Dalje, za otpad koji sadrži teške metale čija je radioaktivnost dovoljno propala, teški metali mogu da se sakupe za ponovnu upotrebu u naknadnim primenama nakon primene toplote i/ili rastvarača kao što je kerosen. Ovo recikliranje komponenti jednostavno nije moguće sa konvencionalnim sredstvima za vezivanje kao što su cementi i njima slični.
[0072] Proizvedena topljena mešavina može da obuhvata otpad kapsuliran u kompoziciji za kapsuliranje. Nakon hlađenja, ova topljena mešavina može da se stvrdne u monolitičnu čvrstu materiju koja lako može da se preveze radi daljeg čuvanja. Stvrdnuta kompozicija za kapsuliranje koja obuhvata tamo kapsulirani otpad je veoma robusna i nije sklona curenju otpada.
[0073] Topljena mešavina koja obuhvata otpad kapsuliran u kompoziciji za kapsuliranje može da se deponuje u kontejner i da se ostavi da se ohladi do ambijentalne temperature tako da se monolitična čvrsta materija obrazuje unutar kontejnera, čime se zadržava otpad za naknadno čuvanje.
[0074] Shodno tome, u jednoj konfiguraciji postupak dalje obuhvata deponovanje tako obrazovanog kapsuliranog otpada dok je još u topljenom obliku u kontejner, čime se zadržava kapsulirani otpad.
[0075] Deponovanjem tako obrazovanog kapsuliranog otpada dok je još u topljenom obliku u kontejner kapsulirani otpad pravi oblik kontejnera. Kontejner može biti dizajniran za lako zaptivanje, transport i čuvanje.
[0076] U nekim konfiguracijama, kontejner se sastoji od kompozicije u kontejneru koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i punilac ili ojačavajuće vlakno. Komponente kompozicije u kontejneru su "čiste" po tome što one same po sebi ne sadrže bilo kakav radioaktivni otpad ili toksične hemikalije. Zapravo to obezbeđuje "čist" kontejner i samim tim dalje svodi na minimum svaku mogućnost curenja kontaminanata zarobljenih u ili blizu površine kapsuliranog otpada.
[0077] U jednoj konfiguraciji, nebiorazgradivi termoplastični polimer kompozicije u kontejneru je izabran iz grupe koju čine polipropilen, polietilen velike gustine (HDPE), poliestar, poliolefin, poliamid, polivinilidenfluorid, polivinilidenhlorid, i njihove mešavine.
[0078] U jednoj konfiguraciji, nebiorazgradivi termoplastični polimer kompozicije u kontejneru je polipropilen. U daljoj konfiguraciji, nebiorazgradivi termoplastični polimer kompozicije u kontejneru je HDPE. I polipropilen i HDPE se konzistentno koriste za konstrukciju kontejnera zbog njihove fizičke jačine, hemijske otpornosti i prihvatljivog efekta pražnjenja na gama zračenje.
[0079] U nekim konfiguracijama, nebiorazgradivi termoplastični polimer kompozicije u kontejneru je prisutan u količini od oko 10% do oko 90% po ukupnoj zapremini kompozicije u kontejneru. U nekim konfiguracijama, nebiorazgradivi termoplastični polimer može biti prisutan u količini od oko 20% do oko 80%, od oko 30% do oko 70%, ili od oko 40% do oko 60%, po ukupnoj zapremini kompozicije u kontejneru.
[0080] Svrha punioca ili ojačavajućeg vlakna kompozicije u kontejneru je da obezbedi potporu i jačinu kontejnera. Odgovarajući punioci i vlakna bi bili poznati stručnjaku iz oblasti. Međutim, u svrhe bistrine, primeri mogu da uključuju, ali bez ograničenja na, one izabrane od jednog ili više iz grupe koju čine suvi čisti ili otpadni drveni prah, stakleno vlakno, karbonsko vlakno, aramidno vlakno, silicijumkarbidno vlakno, borsko vlakno, aluminijumsko vlakno, aromatično poliamidno vlakno, poliestersko vlakno velike elastičnosti, Kevlar, konoplja, juta ili sisal. U jednom načinu ostvarivanja ovog pronalaska, punilac ili ojačavajuće vlakno kompozicije u kontejneru je suvi drveni prah. U jednoj konfiguraciji, suvi drveni prah ima veličinu čestica ne veću od 2 milimetra.
[0081] U nekim konfiguracijama, punilac ili ojačavajuće vlakno je prisutno u količini od do oko 30% po ukupnoj zapremini kompozicije u kontejneru. U nekim konfiguracijama, punilac ili ojačavajuće vlakno može biti prisutno u količini od oko 0% do oko 30%, od oko 0% do oko 25%, od oko 0% do oko 20%, od oko 0% do oko 15%, od oko 0% do oko 10%, od oko 0% do oko 5%, od oko 5% do oko 30%, od oko 5% do oko 25%, od oko 5% do oko 20%, od oko 5% do oko 15%, od oko 5% do oko 10%, od oko 10% do oko 30%, od oko 10% do oko 25%, od oko 10% do oko 20%, od oko 10% do oko 15%, od oko 15% do oko 30%, od oko 15% do oko 25%, od oko 15% do oko 20%, od oko 20% do oko 30%, ili od oko 20% do oko 25%, po ukupnoj zapremini kompozicije u kontejneru.
[0082] Gustinu zidova i osnovu kontejnera generalno diktira priroda otpada koja će biti u njemu sadržana. Na primer, otpad za koji se očekuje da je težak kada se sabije u kontejneru će zahtevati kontejner koji je čvršći od otpada koji obuhvata materijal male mase ili tamo gde se zadržava samo mala količina otpada. U nekim konfiguracijama, zidovi i osnova kontejnera će biti debeli oko 3 milimetra do oko 10 milimetara. Ipak, trebalo bi imati u vidu da zidovi i osnova kontejnera mogu biti bilo koje debljine projektovani tako da pogoduju situaciji i prirodi kapsuliranog otpada koji se zadržava.
[0083] Kontejner mora biti nosiv kada se kapsulirani otpad nalazi u kontejneru. Ovo je kako bi se osiguralo da integritet kontejnera nije ugrožen u bilo koje vreme tokom naknadnog rukovanja, transporta i/ili čuvanja. Poželjno je da je kontejner nosiv do kapaciteta najmanje 5 puta većeg od mase kapsuliranog otpada prisutnog u kontejneru, uključujući masu samo kontejnera.
[0084] U slučajevima gde se kontejner koristi za zadržavanje radioaktivnih otpada gde je potrebno čuvanje tokom produženog vremenskog perioda, uključujući zahteve za duboko ukopavanje, može biti
1
potrebe da se nosivost kontejnera poveća kako bi se obezbedio integritet. U takvim slučajevima, tokom izrade kontejnera, mogu biti ugrađena dodatna ojačavajuća sredstva u postupak modelovanja i kovanja. Ojačavajuća sredstva mogu biti unutrašnja i/ili spoljašnja u odnosu na kontejner i stručnjak iz oblasti tehnike će razumeti prirodu ojačavajućih sredstava.
[0085] Na primer, u jednoj konfiguraciji, ojačavajuća sredstva predstavljaju unutrašnja ojačavajuća sredstva koja uključuju jednu ili više potpora ili šipki postavljenih u zidovima i/ili osnovi i poklopac kontejnera. Potpore ili šipke mogu biti konstruisane od bilo kog pogodnog rastegljivog materijala koji može da izdrži nosivost, i druge spoljašnje, sile. U jednom načinu ostvarivanja, potpore ili šipke su napravljene od čelika. Kada se nalaze u zidovima kontejnera, unutrašnja ojačavajuća sredstva mogu suštinski da se produže horizontalno i kružno oko kontejnera, ili mogu da se pružaju suštinski vertikalno i kružno oko kontejnera, u isprekidanim intervalima.
[0086] U jednoj konfiguraciji, ojačavajuća sredstva su spoljašnja ojačavajuća sredstva koja mogu imati geometrijski oblik koji im je dodeljen kao deo površine zidova kontejnera, na primer. Geometrijski oblici su obično modeluju uduvavanjem tokom izrade kontejnera i mogu da uključuju takve oblike kao što su kružna nazupčenja, kvadrati, pravougaonici, krugovi, ovalne oblike, trouglove, dijagonalna rebra, nabori i imitacije saća.
[0087] U određenim konfiguracijama, geometrijski oblici spoljašnjih ojačavajućih sredstava omogućavaju efikasno čuvanje kontejnera tako da oni mogu da obezbede površine kontejnera koje mogu da se zabrave sa površinama susednih kontejnera za čuvanje. Nabori su tipičan primer; međutim, drugi geometrijski oblici mogu da obezbede istu funkcionalnost. Efikasnost čuvanja takođe može da se pojača izradom kontejnera u obliku kvadrata ili pravougaonika kako bi se omogućilo efektivno slaganje kontejnera. Ovo je naročito važno u bolnicama i institutima za istraživanje gde se kapsulirani otpad čuva na mestu, a prostor za čuvanje je na prvom mestu.
[0088] Kada se kaspulirani otpad zadrži u kontejneru, taj kontejner je zaptiven. Na ovo mogu da utiču brojna sredstva kao što bi to stručnjak razumeo. Na primer, kontejner može da ima namenski poklopac koji je zaptiven bilo kojim jednim ili više različitih sredstava, uključujući pouzdanost zaptivke koja je napravljena stvrdnjavanjem topljene kompozicije za kapsuliranje prisutne na vrhu kapsuliranog otpada, upotrebom nezavisnog adheziva, ili upotrebom stega ili njima sličnih koje se nalaze na zidovima kontejnera, a koje ulaze u zahvat sa poklopcem.
[0089] Fig.2 prikazuje primer kontejnera koji je ojačan sa unutrašnje i spoljašnje strane. Pored toga, ojačanje može da bude ugrađeno u zid kontejnera. U prikazanoj konfiguraciji, poklopac kontejnera takođe obuhvata unutrašnje ojačanje.
[0090] Za zadržavanje radioaktivnog otpada, unutrašnjost kontejnera takođe može biti obložena olovom. Olovo dejstvuje kao oblik zaštite od zračenja da bise zaštitili ljudi ili objekti od zračenja. Olovo može efikasno da oslabi određene vrste zračenja zbog svoje velike gustine i visokog atomskog broja; u
1
principu, efektivan je kod zaustavljanja gama zračenja. Međutim, olovo nije efikasno protiv svih vrsta zračenja, uključujući beta zračenje, prilikom čega ne bi trebalo da se koristi.
[0091] Oblaganje olovom može da bude u vidu obloge na unutrašnjim stranama i dnu kontejnera (i na donjoj strani poklopca) pre nego što se kontejner napuni kapsuliranim otpadom, ili olovo može da obrazuje sastavni deo kontejnera tako što se ugrađuje u kompoziciju iz kontejnera tokom oblikovanja i kovanja kontejnera.
[0092] Ovde je takođe otkriven sistem za kapsuliranje i zadržavanje radioaktivnog i/ili opasnog otpada, pri čemu taj sistem uključuje:
(i) kompoziciju za kapsuliranje za kapsuliranje radioaktivnog i/ili opasnog otpada, pri čemu kompozicija za kapsuliranje uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer, i vosak; i
(ii) kontejner za primanje kompozicije za kapsuliranje.
[0093] Za opis komponenti ovog sistema, uključujući prirodu nebiorazgradivog termoplastičnog polimera, vosak i kontejner, trebalo bi pogledati prethodni opis.
[0094] U poželjnim konfiguracijama, matrični materijal obuhvata veliki procenat voska i mali procenat polietilena male gustine (LDPE), kao što je na primer, 99.5 mas.% voska i 0.5 mas.% LDPE. Poželjno, paneli lako mogu biti obrazovani i nakon upotrebe, lako ponovo otopljeni radi recikliranja.
[0095] Vraćajući se na Fig.3, ojačavajuća struktura 12 je kapuslirana unutra i proširuje opseg panela 10, čime se obezbeđuje strukturno ojačanje panela 10. takva konfiguracija panela je u prednosti u smislu različitih svojstava konstituenata matričnog materijala 14 za postizanje panela 10 za upotrebu u sistemu za kapsuliranje koji je daleko superiorniji u odnosu na one prethodno predložene. U ovom smislu, svojstva apsorbovanja zračenja i dugotrajnost nebiorazgradivog termoplastičnog polimera, kombinovani sa svojstvima voska ili masnoće protiv curenja (koji takođe poboljšava mogućnost obrazovanja/oblikovanja kompozicije), i strukturnom jačinom ojačavajuće strukture 12 koji se kombinuju radi obezbeđivanja panela koji ima dovoljan učinak materijala i strukturnu jačinu za upotrebu u kapsuliranju toksičnih materijala predstavlja ekonomičan način. Takođe, kapusliranjem ojačavajuća struktura 12 unutar matričnog materijala, može biti zaštićena od korozije, glavnog problema prethodnih sistema.
[0096] U poželjnom obliku, panel 10 uključuje zahvatne članove povezane sa ojačavajućom strukturom 12 i koji su raspoređeni sa spoljašnje strane panela 10, čime se omogućava da se panelom rukuje na uobičajeni način bez prekomernog ručnog angažovanja. Zahvatni članovi su prikazani u obliku petlji 16, mada takođe mogu da budu i u obliku otvora, kuka ili drugih zateznih članova.
[0097] U poželjnom obliku, panel 10 obrazovan primenom matričnog materijala 14 u tečnom obliku na ojačavajući materijal 12 u kalupu. U drugim oblicima, panel 10 može imati sendvič konstrukciju, koji je u jednom primeru obrazovan mešanjem unutrašnjih i spoljašnjih panela oko matričnog materijala 14, a u drugim oblicima, izvođenjem unutrašnjih i spoljašnjih obloga između kojih se izliva topljena matrica. U
1
jednom obliku, panel 10 može relativno biti tanak i fleksibilan i obezbeđen u obliku urolanog lista ili folije, između kojih može da se rasporedi mešavina pene ili voska.
[0098] Biće od značaja ukoliko matrični materijal 14 ima relativno nisku tačku topljenja zahvaljujući svom sastavu, po mogućstvu u opsegu od 120 stepeni Celzijusovih, mada će stvarna tačka topljenja zavisiti od stvarnog sastava matričnog materijala 14. Takva niska tačka topljenja omogućava korišćenje konvencionalnih tehnika oblikovanja za obrazovanje matričnog materijala 14 tako da panel 10 može da bude oblikovan u ravni ili trodimenzionalno ili unutar kontejnera za kapsuliranje, kao što će biti opisano dalje u nastavku. Oblikovanjem panela zajedno sa kontejnerom za kapsuliranje, može biti obrazovan kao zaptiveno telo i može poprimiti pravougaoni oblik koji efikasno koristi prostor kako bi se smanjili troškovi čuvanja i/ili transporta.
[0099] U ilustrovanoj konfiguraciji, panel 10 uključuje štit 18 od zračenja integralno obrazovan unutar panela. Štit 18 od zračenja može biti izveden za primene u kojima se možemo susresti sa naročito jakim nuklearnim zračenjem i može da uključuje moderator kao što je grafit ili bor. Iako je štit 18 od zračenja prikazan kao sloj obrazovan unutar panela 10 (videti takođe ilustrovano na Fig.10), biće od značaja da štit 18 od zračenja može biti pričvršćen na unutrašnju ili spoljašnju površinu panela 10. Štit od zračenja može biti u obliku daljeg sloja kompozicije koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak ili mast, čija je debljina prilagođena primeni.
[0100] Štit 18 takođe može biti obrazovan od više slojeva. U jednom obliku, panel je obrazova sa ivičnim ojačavajućim elementom, kao što je član 20 prikazan na Fig.4 sa 'C oblikom unakrsnog preseka, koji zahvata ojačavajući materijal 12 i/ili štit 18 od zračenja za održavanje na mestu i obezbeđivanje povećane strukturne jačine.
[0101] U alternativnim oblicima, štit može biti u tečnom obliku uključujući na primer bor, grafit, vodu, vosak ili mast, ili njihove kombinacije.
[0102] Takva konfiguracija je naročito korisna za otpremanje materijala kao što su uranijumoksidi koji uključuju mali procenat U235 koji emituje neutronsko zračenje. U trenutnoj upotrebi, žuti kolač se otprema u čeličnim buradima za obradu, zatim nakon obogaćenja (poželjan je U235), osiromašeni uranijum U238 (koji predstavlja nepoželjni otpad niskog zračenja) vraćen u istu čeličnu burad koja se otpremaju u skladište radi čuvanja. Od neutronskog zračenja je veoma teško da se zaštiti bilo kojim metalom visoke gustine kao što je olovo, samim tim postoji potreba za boljim bezbednosnim postupkom i sistemom kao što je ovaj pronalazak u kojem se štit koristi u kontejneru za prenos žutog kolača u centar za obogaćenje i nakon što se izdvoji U235, štit može da se rastopi ili ukloni za drugu upotrebu. Kada se štit 18 ukloni, prazni kontejner bi mogao da se koristi za transport osiromašenog uranijuma do lokacije skladišta. Prilikom transporta osiromašenog uranijuma, kompozicija za kapsuliranje može biti od 10% voska i 90% LDPE.
[0103] U drugoj konfiguraciji, član za ojačavanje ivice može da ima i druge oblike poprečnog preseka kao
1
pomoć u zadržavanju zidova kontejnera za kapsuliranje na mestu. U jednom primeru, član za ojačavanje ivice može da ima unakrsni presek u obliku zvezde i može biti u obliku zvezdastog piketa na primer. Takva konfiguracija može da osigura da se panel prima uz ivice elementa tako da pritisak materijala u kontejneru drži ploču na mestu. Takva konfiguracija takođe može da obezbedi šupljinu koja se može ispuniti drugim materijalima, kao što je na primer moderator.
[0104] Panel takođe može da uključuje najmanje jednu potporu (nije prikazana) koja se pruža od površine panela za potporu toksičnih materijala sa površine panela 10. Ta potpora se poželjno pruža od bočnog panela koji je u internoj upotrebi. Pored obezbeđivanja zaštite za panel 10, takva konfiguracija omogućava da se, kada je više panela zajedno iskombinovano za obrazovanje spremišta, voda ili drugi materijali uvedu u spremište za upotrebu u obliku moderatora koji okružuje toksični materijal. Primeri moderatora uključuju ugljenik suspendovan u masti ili vodi, bornu vodu ili bor suspendovan u masti, vosku, polimeru ili gelu. Obezbeđivanje tečnosti ili gela unutar ovog spremišta je takođe korisno za smanjenje zapaljivosti.
[0105] Ojačavajući materijal 12 može da ima mnoge oblike, uključujući veći broj zateznih šipki, kao što su kružne ojačavajuće šipke. Mogu se koristiti elementi ravne trake a ojačavajući materijal 12 takođe može biti u obliku sita, mreže ili lančane veze, koji može a i ne mora biti izveden sa zaštitnim plastičnim premazom. Spoljašnji ojačavajući članovi, kao što su članovi za zaštitu uglova, mogu da budu raspoređeni sa spoljne strane matričnog materijala 14 kako bi se obezbedila dodatna zaštita matričnog materijala 14, naročito kada se panel 10 koristi kao kontejner za kapsuliranje koji se podvrgava transportu. U jednom obliku, članovi za zaštitu uglova mogu biti obrazovani od galvanizovanog železa pod pravim uglom kako bi bili otporni na rđu.
[0106] Kako bi se omogućilo da se više panela 10 kombinuje u obliku kontejnera za kapsuliranje, dodatne karakteristike mogu biti obezbeđene u najmanje jednom od panela, kao što je ventil za otpuštanje gasa (nije prikazan). Ovim se omogućava popuštanje pritiska gasa kako bi se izbegle eksplozije, koje mogu biti rezultat prekomernog zagrevanja, upotrebe nekompatibilnog otpada u kutiji ili kidanja veze usled radioaktivne hemije.
[0107] Takođe, kao što je ilustrovano na Fig.5, panel 10 može biti obrazovan sa šarkama 20 raspoređenim duž najmanje jedne ivice kako bi se omogućilo da se veći broj panela 10 zajedno spaja na uobičajen način. Poželjno, obezbeđivanjem panela na ovaj način, kontejner za kapsuliranje može da se otprema na uobičajeni način u obliku 'ravnog pakovanja' bez iziskivanja velikih troškova otpremanja i brzog sklapanja na mestu. Kod takvih načina ostvarivanja, paneli mogu biti izvedeni sa zabravljujućim ivicama kako bi se pospešilo zaptivanje ili mogu biti izvedeni tako da se omogućava ivicama susednih panela da se spajanjem rastope, kao što će biti opisano u nastavku.
[0108] Fig.6 ilustruje kontejner 100 za kapsuliranje toksičnih materijala prema konfiguraciji iz otkrića. Kontejner 100 je takođe konfigurisan za upotrebu u sistemu za kapsuliranje toksičnih materijala i
1
obuhvata ojačavajuću strukturu 112 barem delimično raspoređenu unutar matričnog materijala 114. Matrični materijal 114 je kompozicija koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer kao što je poliolefin vosak ili mast.
[0109] Kontejner može biti obrazovan na isti način kao panel 10 i, u jednom načinu ostvarivanja ima unikatnu konstrukciju, dok je u drugim načinima ostvarivanja obrazovan od većeg broja panela 10. U ilustrovanoj konfiguraciji, kontejner 100 uključuje niže kućište 102 i poklopac 104, pri čemu svaki od njih obuhvata ojačavajuću strukturu 112 barem delimično raspoređenu unutar matričnog materijala 114. Matrični materijal 114 predstavlja kompoziciju koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak ili mast.
[0110] Kontejner je konfigurisan tako da bude vodonepropusno zaptiven tokom upotrebe, što predstavlja svojstvo jedinstvene konstrukcije ukoliko se proizvodi postupkom oblikovanja na primer, mada kada se obrazuje veći broj panela, mogu biti potrebna sredstva za zaptivanje. Kada je jednom zaptiven, prednost je ta što kompozicija apsorbuje 0% vode, pri čemu je prednost što je hidrofobna ili otporna na vodu. Rezultat je odlična vodena barijera. Ovo svojstvo može da se iskoristi u konfiguraciji u kojoj je kontejner napunjen tečnošću koja dejstvuje kao bazen nuklearne vode. Ta tečnost može biti destilovana voda i/ili mast i može da uključuje bor ili ugljenik. Ovo obezbeđuje kontejner odličnih svojstava apsorbovanja zračenja. Dalje, kako kontejner ima odlične karakteristike zaptivanja, otpad može da se čuva pod vodom ili ispod zemlje sa malim rizikom od curenja.
[0111] Kontejner 100 može da obezbedi značajno poboljšanje u odnosu na kontejnere za kapsuliranje i postupke iz stanja tehnike, dok ispunjava kodekse transporta, čuvanja, i upravljanja otpadom. Dalje može se izbeći paljenje otpada.
[0112] U jednom obliku, kontejner 100 se zaptiva zagrevanjem ivica susednih panela i njihovim sastavljanjem. U jednom primeru, paneli 10 koji obrazuju kontejner 100 mogu da imaju najmanje jedan grejni element koji se nalazi blizu izložene ivice i koji je operabilan za zagrevanje ivice panela kako bi se susedni paneli zajedno stopili. Najmanje jedan grejni element može biti integralno obrazovan unutar panela. Primer grejnih elemenata 130 su prikazani na Fig.7 u odnosu na kontejner 100 za svrhe zajedničkog spajanja nižeg kućišta 102 i poklopca 104.
[0113] U ilustrovanoj konfiguraciji, grejni elementi 130 se obrazuju unutar svakog člana blizu ivice koja se spaja. Iako ilustrovan sa grejnim članom 130 na svakoj ivici, biće od značaja što po mogućstvu može imati samo jedan grejni član na svakoj ivici. U poželjnom obliku, grejni član 130 je provodljivi otporni element koji je konfigurisan tako da se zagreva kada se na njega primeni električna struja, čime se zagreva matrični materijal 114 radi zajedničkog spajanja sa kućištem 102 i poklopcem 104.
[0114] Niže kućište 102 (a takođe po mogućstvu i poklopac 104) takođe mogu biti izvedeni sa članovima 132 za zaštitu uglova pričvršćenim na spoljašnju površinu kućišta poklopca radi dodatne zaštite od uticaja i/ili habanja tokom transporta.
2
[0115] Kao što je prethodno bilo reči, obrazovanjem kontejnera 100 na opisan način, može biti obrazovan pomoću postupaka oblikovanja ili obrazovan od panela obrazovanih pomoću postupaka oblikovanja, čime se obezbeđuje značajna sloboda tako do konačnog spoljašnjeg oblika kontejnera 100. Poželjno, kontejner 100 je pravougaonog oblika tako da može efikasno da se odloži u prostoru za čuvanje i/ili transport, mada takođe može biti i cilindričnog oblika. Takođe, ti kontejneri mogu biti takve veličine da se mogu precizno uklopiti unutar kontejnera za transport bez slobodnog kretanja tako da nema potrebe da se obezbede trakama na mestu. Kontejner 100 poželjno ima dovoljnu jačinu tako da omogućava sličnim kontejnerima da se slažu do dubine 10 do 15, u poređenju sa prethodno predloženim kontejnerima koji mogu da se slažu samo do dubine 3 do 5.
[0116] Kontejner 100 može biti izveden sa poklopcem koji ima mogućnost zabravljivanja i ventilom za ispuštanje gasova u atmosferu, pri čemu oba mogu biti udubljena kako se ne bi smanjila mogućnost slaganja. Kontejner 100 takođe može biti izveden sa udubljenjima duž niže ivice za prijem viljuškara kako bi se omogućilo dizanje viljuškarom.
[0117] Biće od značaja da opisani paneli 10 imaju mnogo upotreba vezano za kapsuliranje, zadržavanje, čuvanje i transport radioaktivnog i opasnog/toksičnog otpada. U jednom primeru, paneli 10 mogu da se koriste u velikom postrojenju za čuvanje tečnosti, kao što je jalovinska brana na primer. U takvom načinu ostvarivanja, ojačavajući paneli 10 mogu biti međusobno povezani tako da zatezna čvrstoća ojačavajućih članova može da se iskoristi a sile naprezanja da se prenose preko većeg broja panela koji čine postrojenje. U takvom načinu ostvarivanja, paneli 10 mogu biti međusobno povezani i položeni preko osnovne površine brane i dodatnih kompozicija za kapsuliranje, voska ili LDPE koji se nanose na praznine kako bi osnova brane bila u potpunosti zaptivena. Stručnjacima iz ove oblasti će biti od značaja da upotreba panela 10 na ovaj način obezbeđuje dobro zaptivenu branu koja efikasno čuva radioaktivan, opasan ili toksičan otpad, pri čemu se obezbeđuje dovoljno fleksibilnosti radi prilagođavanja seizmičkoj aktivnosti.
[0118] U drugom primeru, opisani paneli 10 i kontejner 100 mogu da obrazuju deo sistema za transport koji uključuje veći broj panela 10 i veći broj kontejnera 100. Paneli 10 mogu biti raspoređeni unutra i u liniji sa kontejnerom za transport, kao što je prikolica kontejnera ili uobičajeni kontejner za otpremanje na primer, unutar kojeg je raspoređen veći broje kontejnera 100. Paneli 10 su poželjno konfigurisani tako da mogu biti međusobno povezani kako bi se transportni kontejner što efektivnije zaptivao. U jednom obliku, paneli 10 mogu biti izvedeni sa magnetnim elementima obrazovanim unutar panela kako bi im se omogućilo da mogu uklonjivo da se instaliraju unutar tog kontejnera, čime se po potrebi obezbeđuje dodatni štit tokom instalacije.
[0119] Kroz upotrebu panela 10 na ovaj način, kontaminacija transportnog kontejnera može da se izbegne. Takođe, izlaganje ljudi rukovanju otpadom ili dolaženje u blizinu kontejnera može biti smanjeno ili se može izbeći, čime je transport toksičnog materijala bezbedniji.
[0120] Ovde je takođe obezbeđen postupak kapsuliranja toksičnih materijala. U jednom obliku, postupak uključuje fazu umetanja toksičnog materijala u kontejner gore opisanog tipa. U drugom obliku, postupak uključuje faze dovođenja u topljeno stanje kompozicije koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak ili mast, kombinovanje toksičnog materijala sa tom kompozicijom radi obrazovanja primese; i sipanje te primese u kontejner 100 gore opisanog tipa. U jednom obliku kompozicija predstavlja 100% vosak,koji omogućava efikasno recikliranje otpada. U drugom obliku, kompozicija može biti 100% poliolefin. U drugim oblicima, kompozicija predstavlja mešavinu voska i poliolefina i takva kompozicija može biti u skladu sa goreopisanim matričnim materijalom.
[0121] Poželjno, adhezija između primese i kontejnera će se desiti, pri čemu dalje dejstvuje na bezbedno zadržavanje otpada unutar kontejnera.
[0122] U alternativnim konfiguracijama, otpad može biti raspoređen i po vrećama, papirnim ili plastičnim, ili na neki drugi način sakupljen pre stavljanja u kontejner.
[0123] U upotrebi, primesa može biti sabijena unutar kontejnera kako bi se smanjila zapremina toksičnog materijala. Ovo može biti potrebno u primenama gde je toksični materijal izmešan, kao što je bolnički otpad na primer, gde predmeti za jednokratnu upotrebu kao što su rukavice i kontejneri mogu međusobno bizi izmešani u toksičnom materijalu. Kada se jednom napuni do prethodno određenog nivoa, primesa može biti pokrivena dodatnom količinom topljene kompozicije kako bi se kontejner dalje zaptivao i kako bi se obezbedilo adekvatno kapsuliranje.
[0124] Kada se jednom napuni, postupak može da uključuje fazu primene poklopca na kontejner i zaptivanje kontejnera. Poklopac može biti u skladu sa poklopcem 104 ili obrazovan od panela 10 goreopisanog tipa.
[0125] U poželjnom obliku, ta primesa se kombinuje u svrdlu. U ovom smislu, kompozicija može da se čuva u levku pre nego što se istopi u levku i uvede u svrdlo. Posle toga, toksični materijal može da se uvede u svrdlo radi kombinovanja sa topljenom kompozicijom. Korišćenjem goreopisane kompozicije, viskoznost kompozicije je niža nego kod prethodnih kompozicija, čime se omogućava da se mešanje unutar svrdla izvede uz smanjenu energiju i smanjeno opterećenje na svrdlo. Dalje, veća viskoznost kompozicije takođe dovodi do boljeg oblaganja i kapsuliranja otpada tako da je u potpunosti okružen i kapsuliran unutar kompozicije.
[0126] Stručnjacima iz ove oblasti će biti od značaja da toksični materijal može da ima mnoge oblike kao što su radioaktivan/nuklearni otpad, medicinski otpad iz bolnica, otpad od proizvodnje energije, rudarstva ili proizvodnih postupaka.
[0127] U drugom obliku, toksični materijal je ekstrahovan iz procesa destilacije pare.
[0128] Takav proces je sadašnjem prijaviocu otkriven u drugim prijavama, kao što je Međunarodna patentna prijava br. PCT/AU2015/050382.
[0129] Postupak destilacije pare opisan u PCT/AU2015/050382 može da se koristi kako bi voda isparavala iz zagađenog izvora, kao što je jalovinska brana koja se koristi za odlaganje opasnog otpada iz rudarskih radova. Kroz upotrebu takvog postupka destilacije, prečišćena voda može da se dobije duž koncentrovanog taloga koji sadrži toksični materijal/opasan otpad. Prečišćena voda može da se vrati u izvor zagađene vode radi sakupljanja dodatnog otpada. Takođe, koncentrovani otpad može da se iskopa prilikom drugog rudarskog rada kako bi se uklonili elementi u tragovima koji mogu biti komercijalno vredni pre nego što se konačni koncentrovani proizvod kapsulira u kontejneru 100 radi čuvanja ili transporta do mesta čuvanja.
[0130] Otpadna voda od hidrauličnog lomljenja takođe može da se obrađuje na ovaj način kako bi se uklonile hemikalije iz vode radi sakupljanja i vratila prečišćena voda u izvor zagađene vode.
[0131] Poželjno, uticaj iz spoljašnje sredine izvora zagađene vode može da se smanji a toksični/zagađeni konstituenti mogu da se uklone radi bezbednog čuvanja na drugo mesto.
[0132] Ovaj pronalazak obezbeđuje mnoge prednosti u odnosu na prethodno predložene sisteme za odlaganje toksičnog otpada. Pored obezbeđivanja superiornog učinka i dugotrajnosti u odnosu na prethodne sisteme, čuvanje može da se izvede na jeftiniji i efikasniji način. Takođe, budući da se poznati materijali koji su bili podvrgnuti ispitivanju pogodnosti za upotrebu sa toksičnim supstancama koriste u različitim načinima ostvarivanja ovog pronalaska, predviđeno je da će se ispitivanje odobrenja sprovesti bez ponavljanja opsežnih ispitivanja materijala.
[0133] Dalje, zahvaljujući sastavu matričnog materijala,može se otopiti tako da toksični materijali mogu biti ekstrahovani i potencijalno reciklirani ili ponovo iskorišćeni. U jednom primeru, gornji i donji delovi kontejnera mogu da se uklone i da se omogući kiselini da procuri kroz kapsulirani materijal kako bi se ekstrahovale hemikalije. Iako takav postupak može zahtevati značajno vreme, imajući u vidu veliku količinu vremena tokom kojeg je potrebno čuvati toksični otpad, relativno je kratak. Cirkulisanje kiseline može da obezbedi solarna energija tako da dovod struje u postrojenje za čuvanje nije potreban. U takvoj konfiguraciji, kontejner može biti relativno veliki i slične veličine kao velika soba zaptivena od spoljašnje sredine sa izuzetkom dve cevi, jedne za dovođenje kiseline u kontejner, koja se poželjno distribuira po otpadu putem tuša ili prskanjem. Kiselina će reagovati ili će rastvoriti izabrani metal i gravitacijom ga pomeriti niže unutar gomile otpada. Druga cev može biti izvedena za uklanjanje tečnosti kako bi se omogućilo metalima zadržanim unutar tečnosti da se razdvoje, čime se omogućava izotopima zračenja da se uklone ili ponovo koriste ili recikliraju a tečna kiselina se vraća na vrh deo gomile otpada kako bi se ponovo distribuirala.
[0134] Pored omogućavanja da se korisni materijali ekstrahuju iz otpada, takav postupak takođe može da smanji veličinu otpada tako da može da se konsoliduje tokom vremena u manje kontejnere radi smanjenje zapremine materijala potrebnog za čuvanje na mestu.
[0135] Biće od značaja da opisani panel i kontejner mogu biti obrazovani do bilo koje veličine i oblika potrebnog kako bi se uklopili u određenu primenu. Fig.8A do 8D ilustruju drugi kontejner 200 prema
2
dodatnoj konfiguraciji. Taj kontejner 200 je u obliku cilindričnog bureta i uključuje niži deo ili bure 202 i gornji deo ili poklopac 204. Kontejner 200 je konfigurisan tako da bude direktna alternativa za uobičajenu burad od čelika koja se trenutno koriste za kapsuliranje toksičnih materijala poželjno je konfigurisan za odlaganje ili transport medicinskog otpada. Poželjno, kontejner 200 nije osetljiv na koroziju (i unutrašnju i spoljašnju) kao čelično bure i bukvalno može da se rukuje bilo kojim otpadom.
[0136] Kontejner 200 uključuje grejni element 230 obrazovan unutar poklopca 204 i raspoređen blizu ivice koja se spaja sa buretom 202. Sličan grejni element takođe može biti izveden na gornjem delu bureta 202. U poželjnom obliku, grejni član 230 je provodljivi otporni element koji je konfigurisan tako da se zagreva kada se na njega primenjuje električna struja, čime se zagreva materijal za spajanje sa buretom 202 i poklopcem 204 kako bi došlo do zaptivanja bureta kada se napuni. U jednom obliku, grejni element može biti konfigurisan tako da radi pod napajanjem iz mreže i jednostavnim kablom za napajanje izvedenim za aktivaciju.
[0137] Fig.9 ilustruje panel 300 prema drugoj konfiguraciji.
[0138] Panel 300 je takođe konfigurisan za upotrebu u sistemu za kapsuliranje toksičnih materijala i obrazovan je od kompozicije koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer kao što je poliolefin vosak ili mast. Panel 300 je poželjno obrazovan od HDPE ili LDPE. Unutrašnja ojačavajuća struktura (koja nije prikazana) takođe može biti izvedena, prema prethodno opisanim konfiguracijama. Panel 300 je takođe obrazovan sa magnetima 350 raspoređenim unutar panela 300 kako bi se omogućilo da panel može lako da se pričvrsti za metalne zidove, kao što su oni od kontejnera za otpremanje.
[0139] Panel 300 može biti šuplje telo koje može da se ispuni borom, grafitom ili ugljenikom suspendovanim u vodi, vosku ili masti, kako bi se povećala zaštitna svojstva panela. Dodatni štit od zračenja takođe može biti izveden po potrebi. Pre upotrebe, šuplje telo panela 300 je zatvoreno poklopcem i zaptiveno kako bi se sprečilo odlaženje tečnosti.
[0140] Fig.10 ilustruje kontejner 400 koji takođe konfigurisan za upotrebu u sistemu za kapsuliranje toksičnih materijala. Taj kontejner 400 obuhvata ojačavajuću strukturu 412 barem delimično raspoređenu unutar matričnog materijala 414. Matrični materijal 414 predstavlja kompoziciju koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer kao što je poliolefin vosak ili mast. Kontejner 400 takođe uključuje štit 418 od zračenja koji je prikazan kao sloj obrazovan unutar kontejnera. Štit 418 od zračenja je u obliku dodatnog sloja goreopisane kompozicije, tj. kompozicije koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak ili mast. Debljina štita 418 može biti prilagođena primeni.
[0141] Ovaj pronalazak je dalje ilustrovan u primerima u nastavku. Primeri su za svrhu opisa samo određenih konfiguracija i nisu predviđeni da budu ograničavajući u smislu gornjeg opisa.
PRIMER 1
Priprema kompozicija za kapsuliranje
[0142] Prema prvoj konfiguraciji, kompozicija za kapsuliranje uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak. Kako je prethodno istaknuto, taj polimer je prisutan u kompoziciji u količini od oko 0.5% do oko 30% po ukupnoj zapremini kompozicije, a vosak je prisutan u količini od oko 10% do oko 99.5% po ukupnoj zapremini. Da bi se odredila optimalna količina ovih konstituenata koji se uključuju u kompoziciju, u smislu svođenja na minimum curenja otpada iz kompozicije, razne formulacije mogu da se pripreme prema standardnim metodologijama. Reprezentativne formulacije su obezbeđene u tabeli 1.
TABELA 1
[0143] U varijacijama prve konfiguracije, kompozicija za kapsuliranje takođe uključuje bezvodni, agens protiv curenja. Kako je prethodno istaknuto, taj agens može biti prisutan u kompoziciji u količini od oko 5% do oko 60% po ukupnoj zapremini kompozicije. U ovom smislu, formulacije obezbeđene u tabeli 2 mogu biti pripremljene prilikom određivanja optimalne količine konstituenata koji se uključuju u kompoziciju, u smislu svođenja na minimum curenja otpada iz kompozicije.
TABELA 2
2
[0144] Prema drugoj konfiguraciji, kompozicija za kapsuliranje uključuje biorazgradivi termoplastični polimer; vosak; i otpad, koji uključuje radioaktivan i/ili opasan otpad. U nekim konfiguracijama, otpad je u suvom ili gotovo suvom obliku i u tom slučaju otpad može biti prisutan u kompoziciji u količini od oko 10% do oko 85 mas.% kompozicije. U ovom smislu, formulacije obezbeđene u tabeli 3 mogu biti pripremljene prilikom određivanja optimalne količine konstituenata koji se uključuju u kompoziciju, u smislu svođenja na minimum curenja otpada iz kompozicije dok se do maksimuma povećava količina kapsuliranog otpada.
TABELA 3
[0145] U varijacijama druge konfiguracije, kompozicija za kapsuliranje takođe uključuje bezvodni, agens protiv curenja. Samim tim, formulacije obezbeđene u tabeli 4 mogu biti pripremljene prilikom određivanja optimalne količine konstituenata uključenih u kompoziciju, u smislu svođenja na minimum curenja otpada iz kompozicije pri čemu se istovremeno do maksimuma povećava količina kapsuliranog otpada.
TABELA 4
2
PRIMER 2
Ispitivanje učinka kompozicija za kapsuliranje
[0146] Kapsuliranje kontaminanata unutar otpadnog oblika je prva od brojnih prepreka koje mogu da se uposle kako bi se izolovao i zadržao otpad od curenja u spoljašnju sredinu. Trajnost ovakvog kapsuliranog otpada tokom produženih vremenskih perioda i u raznim ekološkim uslovima samim tim igra važnu ulogu u osiguravanju da kontaminanti u kapsuliranom otpadu ostaju izolovani i zadržani. Shodno tome, važno je da se ispitaju kompozicije za kapsuliranje kako bi se obezbedilo da su strukturno stabilne, i samim tim da dovoljno zadržavaju tamo kapsuliran otpad, tokom vremena. U ovom smislu, odgovarajuća ispitivanja će uključivati primenu kratkoročnog kondicioniranja i procene svojstava koje što je preciznije moguće odražavaju očekivane uslove odlaganja, čuvanja i zadržavanje otpada. Sledeća ispitivanja mogu da se primene na kompozicije za kapsuliranje. Ta ispitivanja predstavljaju standardizovane tehnike priznate od strane relevantnih regulatornih nadležnih organa kao što su American Society for Testing and Materials (ASTM) International, the International Organisation for Standardisation (ISO), i Environmental Protection Authority/Agency (EPA) na osnovu nadležnosti.
Ispitivanje zapaljivosti
[0147] Opisane kompozicije za kapsuliranje (sa u njima kapsuliranim otpadom) mogu biti podvrgnute proceni zapaljivosti prema brojnim modalitetima ispitivanja. U njih spadaju, ali bez ograničenja na sledeće.
[0148] Konski kalorimetar (ISO 5660/ASTM E-1354) – ovo ispitivanje je sveobuhvatno u tome što
2
obezbeđuje podatke o većini fundamentalnih karakteristika sagorevanja materijala uzorka koji se procenjuje (npr.olakšanje zapaljenja, brzina oslobađanja toplote, masa uzorka dok gori, temperatura uzorka dok gori, brzina gubitka mase, brzina oslobađanja dima, otpuštanje, i prinos dima) u širokom opsegu uslova grejanja i paljenja. Kao rezultat velike količine podataka dostupnih iz ovog ispitivanja, model paljenja materijala uzorka može biti razvijen, čime se omogućava procena potencijalnih efekata vatre na okolinu i stanare.
[0149] Test paljenja (ISO 871-1996/ASTM D-1929) –ovaj test se koristi da se izmeri i opiše odgovor materijala uzorka pod procenom toplote i plamena u kontrolisanim uslovima. Ipak, ovaj test sam po sebi ne podrazumeva sve faktore potrebne za procenu požara-opasnosti ili rizika od požara materijala u uslovima stvarno požara.
[0150] Ispitivanje zračne ploče (ASTM E-162) – ovaj test meri i upoređuje površinsku zapaljivost materijala uzorka prilikom procene kada se izlaže propisanom nivou zračne toplotne energije. Namenjen je za upotrebu u merenjima površinske zapaljivosti materijala uzorka prilikom izlaganja vatri.
[0151] Ograničavajući indeks kiseonika, LOI (ISO 4589-2/ASTM 0-2863) – u ovom ispitivanju, uzorak materijala prilikom procene se suspenduje vertikalno unutar zatvorene komore (obično staklene ili providnog spremišta). Komora je opremljena sa ulazima za kiseonik i azot tako da atmosfera u komori može da se kontroliše. Materijal uzorka se pali sa dna i atmosfera se podešava kako bi se odredila minimalna količina kiseonika koji samo zaustavlja gorenje. Ova minimalna količina kiseonika, izražena kao procenat atmosfere kiseonika/azota, se naziva indeks kiseonika. Veći brojevi su povezani sa smanjenom zapaljivošću.
Ispitivanje kompresivne snage
[0152] Ispitivanja kompresije će obezbediti informacije oko kompresivnih svojstava materijala uzorka koji se procenjuje kada se uposle u uslovima približnih onima u kojima se ovi testovi prave. Kompresivna svojstva uključuju module elastičnosti,napor prinosa, deformaciju van tačke prinosa, i kompresivnu snagu (osim ako se materijal uzorka samo spljošti, ali se ne lomi). Materijali uzorka koji poseduju niski red duktilnosti možda neće pokazivati tačku topljenja. U slučaju materijala uzorka koji se ne kompresuje usled loma, kompresivna snaga ima veoma različitu vrednost. U slučaju materijala uzorka koji se ne kompresuje usled loma, kompresivna snaga je proizvoljna u zavisnosti od stepena izobličenja koje se smatra indikacijom potpunog neuspeha materijala uzorka. Reprezentativna ispitivanja uključuju ASTM Standardni postupak ispitivanja kompresivnih svojstava rigidnih plastičnih materijala -ASTM 0695 (tehnički ekvivalent ISO 604).
Ispitivanja mogućnosti curenja
[0153] Ova ispitivanja su napravljena radi analiziranja efektivnosti sa kojom kompozicija za kapsuliranje
2
može da zadrži ili da smanji oticanje ili curenje iz kompozicije kontaminanata markera prisutnih unutar kapsuliranog otpada. Kontaminanti markera mogu veštački biti stavljeni u otpad radi merenja. Takvi kontaminanti markera obično uključuju razne metale kao što su olovo, srebro, nikel, živa, hrom, kadmijum, berilijum, i barijum.
[0154] Najuobičajeniji test curenja koji se koristi je Postupak curenja karakterističan za toksičnost (TCLP) kao što je obezbeđen od strane US EPA (metoda 1311 ). Kod TCLP postupka materijal uzorka curi na jednom od dva puferska rastvora. Prvi puferski rastvor (pH 4.93) se koristi za neutralne do kisele materijale dok se drugi puferski rastvor (pH 2.88) koristi za alkalne otpade. Mešavina ličeta je zaptivena u sudu za ekstrakciju i prevrtana je tokom 18 sati kako bi se simuliralo produženo vreme curenja u zemlju. Zatim se filtrira tako da samo taj rastvor (ne uzorak) ostaje i ovo se onda analizira, na primer induktivno kuplovanom plazmatskom spektroskopijom.
[0155] Alternative za TCLP su dostupne. U njih spadaju ASTM 03987-85 Shake Extraction of Solid Waste with Water, i the Standards Australia Bottle Leaching Procedure (AS 4439-1997). ASTM 03987-85 postupak obezbeđuje tačku na pola puta između kiselih TCLP uslova i uslova na mestu omogućavanjem curenja u dejonizovanoj vodi. AS 4439-1997 postupak se razlikuje od TCLP na dva glavna načina - (1) maksimalna veličina čestica za AS 4439 je 2.4 mm nasuprot TCLP koje omogućavaju 9.5 mm; i (2) pored standardnih TCLP pufera, AS 4439 omogućava upotrebu tri naizmenična pufera u zavisnosti od primene, naime (i) reagensna voda (primenjiva kada je otpad netaknut i ostavljen na mestu); (ii) tetraborat pH 9.2 (za kisele isparljive ciljane analite); i (iii) lokalna voda (kada se očekuje izlaganje vodi, površinskoj ili morskoj vodi).
[0156] Kao što bi to stručnjak razumeo, drugi rigorozni režimi ispitivanja mogu da se koriste kako bi se ispitala efikasnost kompozicije za kapsuliranje radi zadržavanja tamo kapsuliranog otpada. U njih spadaju ispitivanja lomljenja ili kapljanja, ili ekstremnije "gorila"ispitivanja ili ispitivanje "mučenja".
PRIMER 3
[0157] Ispitivanje učinka sistema za kapsuliranje i zadržavanje.
[0158] Prema četvrtoj konfiguraciji, obezbeđen je sistem za kapsuliranje i zadržavanje radioaktivnog i/ili opasnog otpada. U jednoj konfiguraciji, taj sistem uključuje: (i) kompoziciju za kapsuliranje za kapsuliranje radioaktivnog i/ili opasnog otpada, pri čemu kompozicija za kapsuliranje uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer, i vosak; i (ii) kontejner za primanje kompozicije za kapsuliranje.
[0159] Dok ispitivanja iz primera 2 procenjuju efektivnost kompozicije za kapsuliranje kako bi se u njoj zadržao otpad, ispitivanje mogućnosti kontejnera da održava zadržavanje kapsuliranog otpada pod pritiskom i prinudom. U smislu radioaktivnog otpada, ispitivanja mogu takođe da se koriste za identifikovanje nivoa radioaktivnosti koji se emituje kroz kontejner. Takva ispitivanja se izvode prema relevantnim nacionalnim i međunarodnim standardima prema potrebama raznih regulatornih tela kao
2
Claims (13)
- što je Međunarodna agencija za atomsku energiju, i Nadležno telo/Agencija za zaštitu životne sredine (EPA) prema nadležnosti. Takva ispitivanja će uključivati ispitivanja sudara ili pada, ili ekstremnije "gorila" ispitivanja ili ispitivanja "mučenja".[0160] Trebalo bi da se ima u vidu da kada je opseg vrednosti izražen, biće jasno da se shvati da ovaj opseg obuhvata gornje i donje granice opsega, i sve vrednosti između ovih ograničenja. Dalje, pojam "oko" kako se koristi u ovoj specifikaciji označava približno ili blizu, a u kontekstu numeričke vrednosti ili opsega ovde definisanog obuhvata varijacije /- 10% ili manje, /- 5% ili manje, /- 1 % ili manje, ili+/-0.1 % ili manje od numeričke vrednosti ili opsega navedenog ili koji se štiti.[0161] Stručnjaku iz oblasti će biti očigledno da dok je ovaj pronalazak opisan do detalja u svrhe razjašnjenja i razumevanja, razne modifikacije i izmene ovde opisanih načina ostvarivanja i postupaka mogu da se načine a da se ne odstupi od obima pronalaska inventivnog koncepta otkrivenog u ovoj specifikaciji, pri čemu ovaj pronalazak definišu patentni zahtevi.Patentni zahtevi1. Kontejner koji kapsulira radioaktivan i/ili opasan otpad, pri čemu je taj kontejner obrazovan od nebiorazgradivog termoplastičnog polimera i sa ojačavajućom strukturom integralno obrazovanom unutar polimera, pri čemu je taj kontejner (100) obrazovan od ili uključuje veći broj kompozitnih panela (10) koji obuhvataju ojačavajuću strukturu (12, 112) barem delimično postavljenu unutar matričnog materijala (14, 114), pri čemu matrični materijal predstavlja kompoziciju koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak ili mast, pri čemu je taj kontejner zaptiven i sadrži radioaktivan i/ili opasan otpad kapsuliran u kompoziciji za kapsuliranje koja obuhvata nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak, pri čemu se kompozicija za kapsuliranje umešava u rastop, čime se kapsulira otpad u kompoziciji.
- 2. Kontejner prema zahtevu 1, pri čemu nebiorazgradivi termoplastični polimer predstavlja poliolefin izabran iz grupe koju čine polietilen male gustine (LDPE), polipropilen, polietilen velike gustine (HDPE), akril, poliviniletilen, polivinilacetat, polivinilhlorid (PVC), polistiren, najlon, polibutadien, i njihove mešavine.
- 3. Kontejner prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu je vosak izabran od jednog ili više iz grupe koju čine parafin, pčelinji vosak, Kineski vosak, lanolin, vosak šelaka, spermaceti, lavorov vosak, kandelila vosak, karnauba vosak, vosak od insekata, ricinusov vosak, esparto vosak, Japanski vosak, ulje jojojbe, urikuri vosak, vosak od pirinčanih mekinja, sojin vosak, lotosov vosak, cerezinski vosak, montan vosak, ozocerit, voskovi od treseta, mikrokristalni vosak, vazelin, Fischer-Tropsch voskovi, supstituisani amidni voskovi, cetilpalmitat, laurilpalmitat, cetostearilstearat, polietilenski vosak, C3o-45 Alkil metikon i C3o-45 Olefin.
- 4. Kontejner prema zahtevu 1, 2 ili 3, pri čemu matrični materijal (14, 114) dalje uključuje punioca ili ojačavajuće vlakno izabrano od jednog ili više iz grupe koju čine suvi čisti ili otpadni drveni prah, stakleno vlakno, karbonsko vlakno, aramidno vlakno, silicijumkarbidno vlakno, boronsko vlakno, aluminijumsko vlakno, aromatično poliamidno vlakno, poliestarsko vlakno velike elastičnosti, konoplja, juta ili sisal.
- 5. Kontejner prema bilo kom od zahteva 1 do 4 pri čemu kontejner (100) ima najmanje jedan električno provodljivi grejni element (130) postavljen blizu otvorenog kraja kontejnera i koji može da se priključi za zagrevanje matričnog materijala radi spajanja poklopca sa kontejnerom.
- 6. Postupak kapsuliranja radioaktivnog i/ili opasnog otpada, koji uključuje faze:obezbeđivanja kontejnera (100) obrazovanog od nebiorazgradivog termoplastičnog polimera i sa ojačavajućom strukturom integralno obrazovanom unutar polimera, pri čemu je taj kontejner (100) obrazovan od ili uključuje veći broj kompozitnih panela (10) koji obuhvataju ojačavajuću strukturu (12, 112) barem delimično postavljenu unutar matričnog materijala (14, 114), pri čemu je taj matrični materijal kompozicija koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak ili mast; umetanje radioaktivnog i/ili opasnog otpada kapsuliranog u kompoziciji za kapsuliranje koja obuhvata nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak, pri čemu se kapsuliranje umešava u rastop, čime se kapsulira otpad u kompoziciji, u kontejneru; izaptivanje kontejnera.
- 7. Postupak prema zahtevu 6, koji dalje uključuje fazu dovođenja u topljeno stanje kompozicije za kapsuliranje koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak ili mast; i kombinovanje radioaktivnog i/ili opasnog otpada sa tom kompozicijom radi obrazovanja primese; i sipanje primese u kontejner.
- 8. Postupak prema zahtevu 7, pri čemu je nebiorazgradivi termoplastični polimer koji se koristi za obrazovanje kompozicije za kapsuliranje, u obliku granula ili peleta obloženog voskom.
- 9. Postupak prema zahtevu 7 ili 8, koji dalje uključuje fazu sabijanja primese unutar kontejnera.1
- 10. Postupak prema bilo kom od zahteva 7 do 9, koji dalje uključuje fazu pokrivanja toksičnog otpada kompozicijom koja uključuje nebiorazgradivi termoplastični polimer i vosak ili mast.
- 11. Postupak prema bilo kom od zahteva 7 do 10, pri čemu je otpad zdrobljen ili je u obliku praha pre mešanja.
- 12. Postupak prema bilo kom od zahteva 7 do 11, pri čemu radioaktivan i/ili opasan otpad predstavlja nuklearni otpad, medicinski otpad, otpad iz rudarskih ili proizvodnih postupaka, ili radioaktivan i/ili opasan otpad ekstrahovan iz procesa destilacije pare.
- 13. Postupak prema bilo kom od zahteva 7 do 12, koji dalje uključuje fazu dovođenja otpada u topljeni ili tečni oblik i razdvajanje otpada od kompozicije za kapsuliranje.2
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2015904116A AU2015904116A0 (en) | 2015-10-09 | Method and system to contain or encapsulate radioactive materials and toxic substances for transportation or containment | |
| PCT/AU2016/050944 WO2017059496A1 (en) | 2015-10-09 | 2016-10-07 | Method and system to contain or encapsulate radioactive materials and toxic substances for transportation or containment |
| EP16852906.3A EP3360141B1 (en) | 2015-10-09 | 2016-10-07 | Container encapsulating radioactive and/or hazardous waste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RS63349B1 true RS63349B1 (sr) | 2022-07-29 |
Family
ID=58487160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RS20220550A RS63349B1 (sr) | 2015-10-09 | 2016-10-07 | Kontejner koji kapsulira radioaktivan i/ili opasan otpad |
Country Status (21)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11817229B2 (sr) |
| EP (1) | EP3360141B1 (sr) |
| JP (2) | JP6915889B2 (sr) |
| KR (1) | KR20180090784A (sr) |
| CN (1) | CN108292537B (sr) |
| AU (2) | AU2016336036B2 (sr) |
| CA (1) | CA3001177A1 (sr) |
| CY (1) | CY1125383T1 (sr) |
| DK (1) | DK3360141T3 (sr) |
| ES (1) | ES2920838T3 (sr) |
| HR (1) | HRP20220741T1 (sr) |
| HU (1) | HUE059554T2 (sr) |
| IL (1) | IL258518B (sr) |
| LT (1) | LT3360141T (sr) |
| PL (1) | PL3360141T3 (sr) |
| RS (1) | RS63349B1 (sr) |
| RU (1) | RU2761520C2 (sr) |
| SA (1) | SA518391297B1 (sr) |
| SG (1) | SG11201802885VA (sr) |
| SI (1) | SI3360141T1 (sr) |
| WO (1) | WO2017059496A1 (sr) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220144706A1 (en) * | 2020-11-06 | 2022-05-12 | Semplastics EHC, LLC | High strength, tough, coal and coal by-product based composite ceramics |
| CN112241143B (zh) * | 2020-12-18 | 2021-03-05 | 杭州景业智能科技股份有限公司 | 一种实现密封箱体内放射性物料容器封装的控制系统 |
| US20230083647A1 (en) * | 2021-09-10 | 2023-03-16 | Battelle Energy Alliance, Llc | Reusable structures containing isotopes for simulating radioactive contamination environments, and methods of formation |
| ES2956832B2 (es) * | 2022-05-20 | 2024-06-25 | Univ Cadiz | Recinto blindado, portatil, modular, procedimientos de construccion del recinto y de fabricacion de los paneles blindados empleados para su construccion y usos |
| KR102767170B1 (ko) | 2022-09-22 | 2025-02-14 | 한국수력원자력 주식회사 | 극 저준위 수준 폐 수지의 원격 포장 시스템을 이용한 원격 포장 방법 |
| TWI884016B (zh) * | 2024-06-24 | 2025-05-11 | 國家原子能科技研究院 | 應用於核設施除役之廢棄物流管理方法及其系統 |
| KR102882888B1 (ko) * | 2025-07-03 | 2025-11-07 | 농업회사법인 주식회사 하나로엘피씨 | 내구성이 강화된 스티로폼 박스 |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS478344Y1 (sr) * | 1968-03-12 | 1972-03-31 | ||
| FR2280180A1 (fr) * | 1974-07-22 | 1976-02-20 | Aerojet General Co | Procede et appareil de traitement de dechets radioactifs |
| US4021363A (en) * | 1975-07-22 | 1977-05-03 | Aerojet-General Corporation | Material for immobilization of toxic particulates |
| US4586624A (en) * | 1984-08-07 | 1986-05-06 | Bondico, Inc. | Method and device for heat sealing thermoplastics materials |
| JP2670179B2 (ja) | 1990-07-20 | 1997-10-29 | 三菱重工業株式会社 | 振子式制振装置 |
| US5225114A (en) * | 1991-09-18 | 1993-07-06 | Chem-Nuclear Systems, Inc. | Multipurpose container for low-level radioactive waste |
| US5471065A (en) * | 1994-01-27 | 1995-11-28 | Harrell; James L. | Macroencapsulation of hazardous waste |
| RU2063074C1 (ru) * | 1994-02-01 | 1996-06-27 | Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов | Материал для защиты от радиоактивного воздействия |
| US5649323A (en) | 1995-01-17 | 1997-07-15 | Kalb; Paul D. | Composition and process for the encapsulation and stabilization of radioactive hazardous and mixed wastes |
| US5848111A (en) * | 1995-08-07 | 1998-12-08 | Advanced Container Int'l, Inc. | Spent nuclear fuel container |
| JP2001055201A (ja) * | 1999-08-19 | 2001-02-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 容器の製造方法、再使用方法、及び再使用可能な容器 |
| EP1380034A4 (en) * | 2001-03-12 | 2008-05-28 | Northrop Grumman Newport News | PROTECTION AGAINST RADIATION |
| JP2003292053A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Yoshio Hinaka | タイムカプセル |
| WO2004084234A1 (ja) | 2003-03-18 | 2004-09-30 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | 遮蔽材 |
| US7449131B2 (en) * | 2004-10-06 | 2008-11-11 | Terry Industries, Inc. | Techniques and compositions for shielding radioactive energy |
| US20080276554A1 (en) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Sheetz Michael A | Modular Radiation Shielding System and Related Methods |
| AR068945A1 (es) * | 2007-10-19 | 2009-12-16 | Areva Fed Services Llc | Conjuntos de contenedores y estructuras internas de soporte para el transporte y almacenamiento de materiales radioactivos |
| FR2925975B1 (fr) * | 2007-12-26 | 2016-05-27 | Areva Np | Conteneur de transport pour assemblage de combustible nucleaire, et procede de transport d'un assemblage de combustible nucleaire |
| US20100176318A1 (en) * | 2009-01-13 | 2010-07-15 | Smith Peter C | Shape retentive flexible radiation absorber |
| NO336476B1 (no) * | 2009-03-11 | 2015-09-07 | Mezonic As | En fremgangsmåte og et anlegg for produksjon av en lagringsbeholder for å lagring av nukleærstrålings-materiale |
| JP2012159419A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Jgc Corp | 放射性有機廃棄物の固化処理方法 |
| US20140106635A1 (en) * | 2011-09-23 | 2014-04-17 | Planideia Confecção De Vestuário De Proteção Ltda. -Epp | Radiopaque carbon-carbon linked elastomeric materials, preparation method and uses of same |
| JP6058883B2 (ja) * | 2011-11-14 | 2017-01-11 | 恵和株式会社 | 放射能防護シート及び放射能防護シートの製造方法 |
| JP2014102092A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-05 | Fujimura Fume Kan Kk | 放射性物質を含む廃棄物の保管容器 |
| JP6253930B2 (ja) * | 2013-09-12 | 2017-12-27 | 勝 狩野 | 放射線遮蔽材及び放射線廃棄物保管容器、及び放射線廃棄物保管容器の製造方法 |
| KR101527796B1 (ko) * | 2014-06-23 | 2015-06-19 | 주식회사 에스티에스네트웍스 | 방사선 차폐용 텍스타일 복합체의 제조방법 |
| US9865366B2 (en) * | 2014-07-10 | 2018-01-09 | Energysolutions, Llc | Shielded packaging system for radioactive waste |
| US10157689B2 (en) * | 2014-12-17 | 2018-12-18 | Savannah River Nuclear Solutions, Llc | Reinforced radiological containment bag |
-
2016
- 2016-10-07 RS RS20220550A patent/RS63349B1/sr unknown
- 2016-10-07 ES ES16852906T patent/ES2920838T3/es active Active
- 2016-10-07 EP EP16852906.3A patent/EP3360141B1/en active Active
- 2016-10-07 KR KR1020187012908A patent/KR20180090784A/ko not_active Ceased
- 2016-10-07 SI SI201631547T patent/SI3360141T1/sl unknown
- 2016-10-07 DK DK16852906.3T patent/DK3360141T3/da active
- 2016-10-07 HR HRP20220741TT patent/HRP20220741T1/hr unknown
- 2016-10-07 HU HUE16852906A patent/HUE059554T2/hu unknown
- 2016-10-07 AU AU2016336036A patent/AU2016336036B2/en active Active
- 2016-10-07 RU RU2018116590A patent/RU2761520C2/ru not_active Application Discontinuation
- 2016-10-07 CN CN201680065898.8A patent/CN108292537B/zh active Active
- 2016-10-07 LT LTEPPCT/AU2016/050944T patent/LT3360141T/lt unknown
- 2016-10-07 JP JP2018537695A patent/JP6915889B2/ja active Active
- 2016-10-07 US US15/766,408 patent/US11817229B2/en active Active
- 2016-10-07 PL PL16852906.3T patent/PL3360141T3/pl unknown
- 2016-10-07 WO PCT/AU2016/050944 patent/WO2017059496A1/en not_active Ceased
- 2016-10-07 CA CA3001177A patent/CA3001177A1/en not_active Abandoned
- 2016-10-07 SG SG11201802885VA patent/SG11201802885VA/en unknown
-
2018
- 2018-04-05 IL IL258518A patent/IL258518B/en unknown
- 2018-04-07 SA SA518391297A patent/SA518391297B1/ar unknown
-
2021
- 2021-07-06 JP JP2021112103A patent/JP2021183516A/ja active Pending
- 2021-07-07 AU AU2021204733A patent/AU2021204733A1/en not_active Abandoned
-
2022
- 2022-06-09 CY CY20221100399T patent/CY1125383T1/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3001177A1 (en) | 2017-04-13 |
| SG11201802885VA (en) | 2018-05-30 |
| PL3360141T3 (pl) | 2022-11-21 |
| RU2761520C2 (ru) | 2021-12-09 |
| ES2920838T3 (es) | 2022-08-10 |
| KR20180090784A (ko) | 2018-08-13 |
| AU2016336036B2 (en) | 2021-05-06 |
| US20180240559A1 (en) | 2018-08-23 |
| DK3360141T3 (da) | 2022-06-20 |
| JP2021183516A (ja) | 2021-12-02 |
| IL258518A (en) | 2018-05-31 |
| SI3360141T1 (sl) | 2022-11-30 |
| IL258518B (en) | 2022-06-01 |
| HRP20220741T1 (hr) | 2022-10-28 |
| CY1125383T1 (el) | 2024-09-20 |
| JP2019503945A (ja) | 2019-02-14 |
| HUE059554T2 (hu) | 2022-11-28 |
| JP6915889B2 (ja) | 2021-08-04 |
| RU2018116590A3 (sr) | 2020-04-23 |
| SA518391297B1 (ar) | 2022-05-10 |
| AU2016336036A1 (en) | 2018-05-31 |
| AU2021204733A1 (en) | 2021-08-05 |
| WO2017059496A1 (en) | 2017-04-13 |
| US11817229B2 (en) | 2023-11-14 |
| RU2018116590A (ru) | 2019-11-11 |
| LT3360141T (lt) | 2022-08-25 |
| CN108292537B (zh) | 2022-06-03 |
| CN108292537A (zh) | 2018-07-17 |
| EP3360141B1 (en) | 2022-03-09 |
| EP3360141A1 (en) | 2018-08-15 |
| EP3360141A4 (en) | 2019-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RS63349B1 (sr) | Kontejner koji kapsulira radioaktivan i/ili opasan otpad | |
| Raj et al. | Radioactive waste management practices in India | |
| Hardin et al. | Cost estimation inputs for spent nuclear fuel geologic disposal concepts (Revision 1) | |
| KR100783583B1 (ko) | 원전수거물 처리장치와 그 제조방법 및 그에 따른 설치방법 | |
| WO2017219091A1 (en) | Encapsulation of hazardous waste | |
| RU2696013C1 (ru) | Способ кондиционирования органических жидких радиоактивных отходов | |
| Domenech | Radioactive Waste Management | |
| Pente et al. | Study of different approaches for management of contaminated emulsified aqueous secondary waste | |
| KR102847451B1 (ko) | 방사성 폐기물이 보관된 콘크리트 드럼의 절단해체방법 | |
| RU2223562C1 (ru) | Способ обращения с твердыми низкорадиоактивными отходами | |
| Borowski et al. | Ecological and technical requirements of radioactive waste utilisation | |
| Patial et al. | Aspects of nuclear waste management: A review | |
| WO2018183406A1 (en) | Changing density particles having a neutron absorbent and a thermal conductor | |
| Bansal et al. | Safety assessment of radioactive waste packages for disposal in near surface disposal facilities | |
| Roberts et al. | Mixed waste management at the Hanford site | |
| Boegly et al. | Radioactive wastes | |
| Fowler et al. | Transuranic Waste Research and Development Program | |
| Jungling et al. | Nuclear regulatory commission regulations and experience with solidification/stabilization technology | |
| Vaidotas | Waste Inventory for Near Surface Repository (NSR)—13482 | |
| Duncan et al. | A history of solid waste packaging at the Hanford Site | |
| Westinghouse | A History of Solid Waste Packaging at the Hanford Site | |
| Vaughn | Remote waste handling at the hot fuel examination facility | |
| Croson et al. | Idaho Cleanup Project CPP-603A basin deactivation waste management 2007 | |
| Carson et al. | TREATING SMALL-VOLUME WASTE STREAMS: THE DEVIL IS IN THE DETAILS | |
| Towler et al. | PCPA: Consideration of Non-encapsulated ILW in the Phased Geological Repository Concept |