203066. lajstromszámú szabadalom • Beágyazó habarcs hulladékok, különösen rádioaktív hulladékok elhelyezésére
Hü 203066 A A találmány veszélyes hulladékok, különösen radioaktív hulladékok végső elhelyezését célzó beágyazására szolgáló vízzáró tulajdonságú beágyazó habarcsra von átkozik. Veszélyes hulladékok, különösen rádioaktív hulladékok végső elhelyezésével a talajvédelmi, általáoan a környezetvédelmi követelmények miatt nem kielégítő védőburkolatként a hulladékok gyűjtésére, szállítására használt göngyöleg alkalmazása, mert a hulladék és a talaj anyagainak hatására e csomagoló anyagok károsodhatnak, korrodeálódnak és a veszélyes anyagok a környezetbe kerülnek. Rádioaktív hulladékok esetében ehhez járul még a sugárzások biztonságos leárnyékolásának követelménye is. Világszerte e feladatot a deponálóhely, az egyes hulladékcsomagok közeinek vízzáró habarccsal, betonnal történő kitöltésével oldják meg. Hazánkban szabvány írja elő (MSz 14344/2,7.5. pont) az atomerőművi rádioaktív hulladékok elhelyezésénél a hézagtcrfogat kitöltését térkitöltő anyaggal. A hazai gyakorlatban a Fővárosi KÖJÁL e célra betont használ, és hasonló technológiát vezetnek be a Paksi Atomerőműnél is. A térkitöltő-, beágyazó anyaggal szemben követelmény, hogy korrózió-álló, vízzáró legyen, rádioaktív sugárzásra minél jobb árnyékoló hatást fejtsen ki, és az esetleg kiszabaduló és a beágyazó közegbe kerülő anyagok elvándorlását ("migrátioját”) a lehető legnagyobb mértékben lassítsa, megakadályozza. A mondott feladatokat az ismert megoldások a legkülönbözőbb módon igyekszenek megoldani. A 4 442 028 USA szabadalom pl. foszforsavat tartalmazó radioaktív hulladékokhoz mészhidrát és mésztej adagolással apatitot képezve még további portland cementet használ, így alakítva ki a beágyazó betont. A 4 581 162 USA szabadalom szerint alkáli-szilikátokat alkalmaznak kötő-és szilárdító anyagként a szokásos betonképzők mellett, mely nagyszilárdságú és jó vízzáró tulajdonságú beágyazást eredményez. Ismertek olyan megoldások is, melyeknél természetes ásványi anyagokat alkalmaznak adalékként. Ilyen a 4 622 175 USA szabadalom, mely ún. savanyú földet, szilikátokat alkalmaz, továbbá a DE-PS 29 17 060 (NSZK szabadalom), mely cementet és ben tonitot használ. Az ismert megoldások közös hátránya, hogy drága alapanyagokat igényelnek, és bár a beágyazás szilárdsági és vízzárósági követelményeit általában kielégítik, de a rádioaktív sugárzásra vonatkozó árnyékoló hatásuk mérsékelt, és migrátio-gátlásuk csekély. A találmánnyal a rádioaktív hulladékok, általában a veszélyes hulladékok beágyazásánál és végső deponálásánál a mondott hátrnyok kiküszöbölése mellett a követelményeknek megfelelő beágyazó habarcs kifejlesztését kívántuk megoldani. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy nagy adszorpciós képességű komponens alkalmazásával a beágyazó kompozícióban jelentősen növelhető utóbbi migrátiogátló hatása, más előnyös tulajdonságok megőrzése mellett. A találmányt megalapozó egy további felismerés, 1 hogy riolittufa féleségek vegyi és morfológiai sajátságaik folytán kitűnő, olcsó és könnyen hozzáférhető adalékként használhatók a beágyazó betonhabarcshoz. Ugyancsak egy találmányt megalapozó felismerés, hogy a beágyazó habarcs kompozíció hidraulikus komponenseként a drága cement helyett kitűnő hatással alkalmazható pernye, melynek alkalmazása egyben széneröművi pernyék elhelyezési gondjait is segít megoldani. Végül a találmányt megalapozó felismerés, hogy a beágyazó habarcs előnyös tulajdonságai tovább fokozhatok, ha pernyeként hidraulikus pemyefrakciók mellett nehéz pemyefrakciót alkalmazunk. Azt találtuk, hogy a homokkal készült szokásos beágyazó habarccsal szemben a riolittul aval készült habarcs dekontaminációs tényezője (ao/a) sokkal kedvezőbb. Itt a0 a kiindulási oldat fémion-koncentrációja, míg az adszorbenssel reagáltatott oldat maradékkoncentrációja. 24 órás adszorbeiós időtarlam után 1 mmól/liter a0 kiindulási konc. és 1:10 szorbens:oldat arány mellett a következő dekontaminációs tényezők adódtak: (vizsgált izotóp): 90Sr 134Cs,137Cs 58Co, 60Co riolittufa őrleményre 15-20 780-90 20-30 rioli ttufás beágyazó habarcsra 8-10 15-20 150-200 hagyományos beágyazó habarcsra 4 2 20 A vizsgálatban szereplő riolittufa beágyazó habarcs 80% riolittufa, 20% portland-cement és 45% víz (tömegarányú) elegye, mely 28 nap után vizsgálva az alábbi szilárdsági jellemzőket mutatta: szigmany... 17,2 MPa; szigmah...2,5 MPa. Az alkalmazott riolittufák hazai-, előnyösen alsó-nógrádi lelőhelyekről (Rátka község) származnak, és egy reprezentatív riolittufa összetétel az alkalmazott anyagokra a következő (t% itt és a továbbiakban tömeg%): montmorillonit 7-151%, átlagosan 101% biotít 1-8 t%, átlagosan 51%, kvarc 1-81%, átlagosan 51%, klinoptillonit 17-421%, átlagosan 301%, opál 7-151%, átlagosan 101%, plagioklász 17-421%, átlagosan 301%, kőzetüveg 7-151%, átlagosan 101%, Azt találtuk, hogy a riolittufás beágyazó habarcs megszilárdulás után, a hagyományos (homokos) beágyazó habarcs előnyös tulajdonságait megtartva, vízszigetelési szempontból azt egy nagyságrenddel túlszárnyalja, s a migrációs tulajdonságok a fentebb megadott értékek szerint előnyösebbek. Emellett a riolittufával készülő beágyazó habres a hagyományos habarcshoz azonos módon, az ahhoz használt berendezésekben elkészíthető. A találmány szerinti beágyazó habarcs egy előnyös kiviteli változat-csoportját alkotják azok a megoldások, melyeknél a hidraulikus kötőanyagot nem portland-cement felhasználásával, hanem olcsóbb anyaggal, nevezetesen pernyével - pontosabban széneröművi pernyével - biztosítjuk. Míg a portland-cement drága ipari termék, sok esetben hiánycikk a növekvő kereslet miatt, ugyanakkor a pernye felhalmozódó ipari melléktermék, melynek csak mintegy 20%-át hasznosítják. Azt találtuk, 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
