DE4027922A1 - Verfahren zur beseitigung von radioaktiv verseuchten reaktoren stillgelegter atomkraftwerke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Be­ seitigung von größeren, gefährlich strahlenden Objekten, ins­ besondere der radioaktiv verseuchten Reaktoren stillgelegter Atomkraftwerke mit Hilfe mindestens eines unterhalb des Fundaments zumindest des Reaktors geschaffenen Hohlraums, in den der Reaktor mitsamt dem Fundament anschließend bis unter das Erdniveau abgesenkt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-PS 28 54 330) werden unter dem Fundament des Reaktors mehrere Hohlräume hergestellt und mit einem entfernbaren Material, beispiels­ weise mit herausspülbarem Sand gefüllt, um in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Entfernens des Sandes ein sanftes und gleichmäßiges Absenken des Reaktors zu ermöglichen.

Diese bekannte Methode läßt sich überall dort anwenden, wo der Reaktor kein aktives spaltbares Material mehr enthält. In denjenigen Fällen, in denen die Kontrolle über den Reak­ torbetrieb verloren ging, eine normale Außerbetriebnahme nicht mehr möglich war und eine besonders intensive gefährliche Strahlung vom Reaktorteil ausgeht, läßt sich dieses bekannte Verfahren nicht mehr in zufriedenstellender Weise anwenden, zumal Arbeitern der Zugang, in der Regel sogar eine Annäherung an den Reaktor verwehrt ist.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie sich die Gefahr, die von stark strahlenden, außer Kontrolle geratenen Reaktoren ausgeht, zu bannen.

Eine besonders elegante Lösung dieses Problems ist durch das erfindungsgemäße Verfahren gegeben, das gekenn­ zeichnet ist durch folgende Verfahrensschritte:
Anfertigen von Schächten und Streben, die in mindestens einen mehrere hundert Meter tief liegenden Bereich unter dem Hohl­ raum bzw. den Hohlräumen unterhalb des Fundaments des Reaktors führen,
Auslösen je einer atomaren Sprengung in jedem der Bereiche zur Schaffung einer Kaverne oder mehrerer ineinander übergehender, übereinander angeordneter Kavernen mit einem Durchmesser von mehreren hundert Metern,
Sprengen der Bodenzone zwischen dem Hohlraum bzw. den Hohl­ räumen einerseits und der Kaverne bzw. den Kavernen an­ dererseits unter Freilegung einer den Reaktordurchtritt in die mindestens eine Kaverne ermöglichenden Öffnung sowie unmittelbar anschließendes Absprengen der den Hohlraum bzw. die Hohlräume begrenzenden Seitenwände zur Abdeckung des abgesenkten Reaktors nach außen und
ggfs. anschließendes Aufbringen einer zusätzlichen festen Abdeckschicht aus Beton o. dgl.

Die bisherigen Untersuchungen von unterirdischen Ka­ vernen, die im Zuge von atomaren Sprengungen geschaffen wurden, haben gezeigt, daß infolge der großen Wärmefreigabe und damit Erhitzung des Gesteinsmaterials eine Kavernenwandung ausreichender Stärke und Festigkeit entsteht, die auch nach Absenkung des Reaktors die erforderliche Dichtigkeit und damit Sicherheit gegen den Austritt radioaktiver Substanzen durch die Kavernenwandung hindurch gewährleistet. Die von außer Kontrolle geratenen Reaktoren ausgehende Strahlungsgefahr läßt sich auf diese Weise bannen, mit der Folge, daß auch die nähere Umgebung des Reaktors wieder zugänglich wird.

Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn bei Kavernenausbildung zunächst die am tiefsten gelegene Kaverne und anschließend die unmittelbar darüber befindliche Kaverne geschaffen wird.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Hohlraum im Bereich unterhalb des Fundaments des Reaktors und oberhalb der Kaverne bzw. der Kavernen ausgehend von einem über einen Schacht zugänglichen, in diesen Bereich ragenden Streb durch Schaffung mehrerer ver­ tikaler Teilhohlräume unter Belassung von sie begrenzenden Trennwänden gebildet wird und daß diese Stützwände im Zuge der Sprengung der Bodenzone zwischen Hohlraum und Kaverne durch Sprengung beseitigt werden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Er­ findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht zur Veranschauli­ chung der Lage des abzusenkenden Kraftwerks mit dem außer Kontrolle geratenen Reaktor und den Kavernen zur Aufnahme des Reaktors und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 zur Veranschaulichung des unter dem Fundament befindlichen Bereichs mit den den Hohlraum bildenden Teilhohlräumen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist im Abstand vom Kraftwerk 1 von knapp 1 km ein Schacht 2 vorgesehen, von dem Streben 3, 4 und 5 ausgehen. Alle Streben führen in Bereiche unterhalb des Kraftwerks 1. Der Streb 1 ist dabei nach oben geführt und endete dort, wo sich etwa die Mitte der einge­ zeichneten Kaverne 6 befindet. Der Streb 4 lief dort aus, wo in etwa die Mitte der dargestellten Kaverne 7 liegt.

Aus Fig. 2 geht hervor, daß der Streb 5 in den Bereich unter dem Kraftwerk 1 ragt und dort in eine Mehrzahl von vertikal nach aufwärts gerichteten Teilhohlräumen 8 ausläuft, die sich jeweils zwischen sie begrenzenden Trennwänden 9 befinden.

Die Teilhohlräume 8 werden jeweils auf herkömmliche Weise durch maschinelles bergmännisches Abtragen von Gestein durch den Streb 5 und den Schacht 2 geschaffen. Die Kavernen 6 und 7 werden dagegen durch Auslösen je einer atomaren Sprengung am Ende der Streben 3 bzw. 4 erzeugt. Aufgrund der außerordentlich hohen Temperaturen und Drücke schmelzen große Gesteinmassen, und es entstehen feste Kavernenwände, die im Bereich zwischen der Kaverne 6 und der Kaverne 7 kontinuierlich ineinander übergehen.

Auf nicht näher veranschaulichte Weise werden Spreng­ ladungen im Bereich der Trennwände 9 und auch außerhalb des in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeuteten Bereichs, der die spätere Lochöffnung definiert, angeordnet. Nach Bilden der Kavernen 6 und 7 läßt sich durch Sprengen der Trennwände 9 und der Bodenzone zwischen dem Hohlraum 8 und den Kavernen 6, 7 eine Öffnung schaffen, die ausreichend groß ist, um den Kraftwerks-, zumindest jedoch den Reaktordurchtritt in die Kavernen hinein zu ermöglichen. Mit zeitlich nur geringfügiger Verzögerung wird ferner die im Bereich der Wandung der Lochöffnung befindliche Sprengladung gezündet. Diese Sprengung der den Hohlraum begrenzenden Seitenwände führt zur Abdeckung des abgesenkten Reaktors nach außen. Zweckmäßigerweise wird anschließend eine zusätzliche feste Abdeckschicht durch Auf­ bringen von Beton o. dgl. geschaffen.

Um den Austritt von strahlende Partikel umfassendem Staub aus den Kavernen 6, 7 bzw. dem Hohlraum 8 unmittelbar im Anschluß an die Absenkung des Reaktors in die Kavernen 6, 7 zu reduzieren, ist es zweckmäßig, wenn in der Nachbarschaft des Kraftwerks 1 zusätzliche, in der Zeichnung nicht dargestellte Hohlräume geschaffen und vor der Sprengung mit Wasser gefüllt werden. Dieses Wasser kann nach der Sprengung und Absenkung des Reaktors in den Hohlraum 8 bzw. die Kavernen 6,7 eintreten und durch Fluten dieser Räume den Austritt atomar strahlender Staubpartikel unterbinden.

Vorteilhafterweise werden ferner rund um das Kraftwerk 1 herum schachtartige Bohrungen wiedergebracht, die bis in eine Tiefe unterhalb des Grundwasserspiegels reichen. Ihre Enden werden dann miteinander durch einen Tiefentunnel ver­ bunden. Das sich dort sammelnde Grundwasser läßt sich ab­ ziehen und herauspumpen, so daß keine Gefahr einer un­ kontrollierten Ausbreitung von durch Strahlung verseuchtem Grundwasser besteht.

Claims (6)

1. Verfahren zur Beseitigung von größeren, gefährlich strahlenden Objekten, insbesondere der radioaktiv verseuchten Reaktoren stillgelegter Atomkraftwerke mit Hilfe mindestens eines unterhalb des Fundaments zumindest des Reaktors ge­ schaffenen Hohlraums (8), in den der Reaktor mitsamt dem Fundament anschließend bis unter das Erdniveau abgesenkt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Anfertigen von Schächten (2) und Streben (3, 4, 5), die in mindestens einen mehrere hundert Meter tief liegenden Bereich unter dem Hohlraum (8) bzw. den Hohlräumen unterhalb des Fundaments des Reaktors führen,
Auslösen je einer atomaren Sprengung in jedem der Bereiche zur Schaffung einer Kaverne (6, 7) oder mehrere ineinander über­ gehender, übereinander angeordneter Kavernen mit einem Durchmesser von mehreren hundert Metern,
Sprengen der Bodenzone zwischen dem Hohlraum (8) bzw. den Hohlräumen einerseits und der Kaverne (6, 7) bzw. den Kavernen andererseits unter Freilegung einer den Reaktordurchtritt in die mindestens eine Kaverne ermöglichenden Öffnung sowie unmittelbar anschließendes
Absprengen der den Hohlraum bzw. die Hohlräume begrenzenden Seitenwände zur Abdeckung des abgesenkten Reaktors nach außen und
ggfs. anschließendes Aufbringen einer zusätzlichen festen Abdeckschicht aus Beton o. dgl.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die am tiefsten gelegene Kaverne (6) und an­ schließend die unmittelbar darüber befindliche Kaverne (7) geschaffen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hohlraum (8) im Bereich unterhalb des Fun­ daments des Reaktors und oberhalb der Kaverne (6, 7) bzw. der Kavernen ausgehend von einem über einen Schacht (2) zu­ gänglichen, in diesen Bereich ragenden Streb (5) durch Schaf­ fung mehrerer vertikaler Teilhohlräume (8) unter Belassung von sie begrenzenden Trennwänden (9) gebildet wird und daß diese Trennwände (9) im Zuge der Sprengung der Bodenzone zwischen Hohlraum und Kaverne durch Sprengung beseitigt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Kraftwerks (1) zusätzliche Hohlräume geschaffen und vor der Sprengung mit Wasser gefüllt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß um das Kraftwerk herum schachtartige Bohrungen zur Grundwasserabfuhr niedergebracht werden, die bis in eine Tiefe unterhalb des Grundwasserspiegels reichen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden der Schächte miteinander durch einen Tiefentunnel verbunden werden, dem eine Grundwasserabziehpumpe zugeordnet ist.