The purification of burner off-gases during reprocessing of irradiated HTR fuel elements
Creators
- 1. Nuklear-Chemie und -Metallurgie G.m.b.H. (NUKEM), Hanau (F.R. Gemrany)
Description
Experiments on the reprocessing of irradiated thorium-containing HTR fuel elements by the burn-leach process (the moderator is burned with oxygen) have been performed in the Hot Cells (HZ-2) of the Kernforschungsanlage Juelich. Results of experiments to purify the off-gases from shaft furnaces and fluidized-bed furnaces are summarized below. The condensable and particulate radioactive nuclides like cesium and zirconium released during the burning process were decontaminated by a factor of 107 by a series of conventional gas purification steps. Their concentrations in the off-gas were reduced to below the MPC values. The system, porous sintered metal filters in the burner followed by an electrostatic filter in the off-gas treatment plant, was demonstrated as an effective method for the separation of these aerosols. Tritium was removed (DF > 102) by molecular sieves or silica gel absorber traps. The release rate of Kr-85 was measured continuously during the burning process. Kr- 85 was quantitatively released during the burning of (U,Th)C2 fuels. Only about 7% of the Kr-85 was released during burning of (U,Th)02 fuels irradiated to 10% ifia. Off-gas concentrations of C-14 and thoron daughter-products were also determined. The design of a large-scale gas purification system for a nuclear fuel reprocessing plant is also discussed. (orig.)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
In den Heissen Zellen der Kernforschungsanlage Juelich wurden Versuche zur Wiederaufarbeitung von bestrahlten thoriumhaltigen HTR-Brennelementen nach dem burn-leach-Prozess durchgefuehrt, bei dem der Moderatorgraphit mit Sauerstoff verbrannt wird. Es wird ueber Versuche zur Reinigung des Verbrennungsabgases aus Schacht- und Wirbelschichtoefen berichtet, deren Ergebnisse sich wie folgt zusammenfassen lassen: Es gelang, die bei der Verbrennung freigesetzten kondensierbaren und staubfoermigen radioaktiven Nuklide wie Caesium und Zirkon mit konventionellen Gasreinigungsverfahren soweit abzuscheiden (Dekontaminationsfaktor 107), dass danach deren MZK-Werte im Abgas unterschritten werden. Fuer die Vorabscheidung von Staub haben sich insbesondere poroese Metallfilterelemente und eine Trocken-EGR (elektrostatische Gasreinigung) bewaehrt. Fuer die Feinreinigung von kondensierbaren Gasen und Aerosolen kommen Schwebstoffilter feinster Porositaet in Betracht. Besondere Aufmerksamkeit wurde dem Tritium geschenkt, das an Molekularsiebzeolith oder Silicagel mit einem Dekontaminationsfaktor von > 102 aufgefangen werden kann. Waehrend der Verbrennungen wurde der zeitliche Verlauf der Freisetzungsrate von Spaltkrypton (Kr-85) kontinuierlich gemessen. Waehrend bei der Verbrennung von carbidischem Kernbrennstoff Kr-85 fast vollstaendig freigesetzt wird, gibt der Uran-Thoriumoxid-Mischkristall nur einen Bruchteil des Kr-85 ab, der bei 10% fifa zu ca. 7% gemessen wurde. Darueber hinaus wurde im Abgas der Gehalt an C-14 und der Thoronfolgeprodukte bestimmt. Am Schluss der Arbeit werden Hinweise fuer die Auslegung einer technischen Gasreinigungsanlage gegeben. (orig.)
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Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Reinigung der Verbrennungsabgase bei der Wiederaufarbeitung von HTR-Brennelementen
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 98 p.
- Report number
- Juel--925-CT
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 7279429
- Subject category
- S12: MANAGEMENT OF RADIOACTIVE WASTES, AND NON-RADIOACTIVE WASTES FROM NUCLEAR FACILITIES;
- Descriptors DEI
- ADSORPTION; AEROSOLS; CESIUM; COATED FUEL PARTICLES; COMBUSTION; DECONTAMINATION; FILTERS; GASEOUS WASTES; KRYPTON 85; OFF-GAS SYSTEMS; PURIFICATION; REPROCESSING; TRITIUM; ZIRCONIUM 95
- Descriptors DEC
- ALKALI METALS; BETA DECAY RADIOISOTOPES; BETA-MINUS DECAY RADIOISOTOPES; CHEMICAL REACTIONS; CLEANING; COLLOIDS; DAYS LIVING RADIOISOTOPES; DISPERSIONS; ELEMENTS; EVEN-ODD NUCLEI; FUEL PARTICLES; HOURS LIVING RADIOISOTOPES; HYDROGEN ISOTOPES; INTERMEDIATE MASS NUCLEI; ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES; ISOTOPES; KRYPTON ISOTOPES; LIGHT NUCLEI; METALS; NUCLEI; ODD-EVEN NUCLEI; OXIDATION; RADIOISOTOPES; SEPARATION PROCESSES; SOLS; WASTES; YEARS LIVING RADIOISOTOPES; ZIRCONIUM ISOTOPES
Optional Information
- Notes
- 23 refs.; with figs. and tab.