Corrosion studies on the material combination used for the POLLUX cask for direct disposal of spent fuel elements in rock salt formations
Description
A high rank is attributed to the packaging under the concept of direct disposal of spent fuel elements in a rock salt formation. The packaging has to ensure over a period of 500 years (working hypothesis) the safe containment of the wastes against the mechanical load of the rock pressure and the attack of corrosive salt brines in hypothetical accident scenarios in a repository. The POLLUX container system developed by DWK under these aspects provides a mechanically stable disposal container (steel 15 MnNi 6.3) with a corrosion protection layer of Hastelloy C4 applied by surface welding onto the body of the disposal container. Shielding against the gamma and neutron radiation is ensured by a surrounding nodular cast iron container and a polyethylene filler on a AlMgSi 0,5 carrier material. In the framework of activities reported here it was examined whether the corrosion behavior of Hastelloy C4 is influenced by surface welding and the simultaneous corrosion of the different POLLUX materials. For this purpose, specimens from two typical surface welds were examined in long-term immersion tests (18 months at the maximum) in three disposal relevant salt brines (two MgCl2-rich brines and one NaCl-rich brine) at 1500C. Besides Hastelloy C4, also the corrosion behavior of nodular cast iron in salt brines was studied. (orig./MM)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Bei dem Konzept der Endlagerung von abgebrannten Brennelementen in einer Steinsalzformation wird der Verpackung ein hoher Stellenwert beigemessen. Diese soll ueber einen Zeitraum von 500 Jahren (Arbeitshypothese) den sicheren Einschluss der Abfaelle gegen den Gebirgsdruck und den Angriff korrosiver Salzloesungen bei hypothetischen Stoerfaellen im Endlager gewaehrleisten. Das unter diesen Gesichtspunkten von der DWK entwickelte POLLUX-Behaeltersystem sieht vor, dass der Endlagerbehaelter (Stahl 15 MnNi 6.3) mechanisch stabil ausgelegt wird und mit einem Korrosionsschutz aus Hastelloy C4 versehen wird. Dieser wird durch Auftragsschweissen auf den Grundkoerper des Endlagerbehaelters aufgebracht werden. Die Abschirmung gegen die Gamma- und Neutronenstrahlung wird von einem umhuellenden Sphaerogussbehaelter (GGG 40.3) bzw. von einer Einlage aus Polyaethylen (Traegermaterial aus AlMgSi 0,5) uebernommen. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob durch das Auftragsschweissen und die simultane Korrosion der verschiedenartigen POLLUX-Werkstoffe das Korrosionsverhalten von Hastelloy C4 beeinflusst wird. Dazu wurden Proben aus zwei typischen Auftragsschweissungen mittels Langzeit-Immersionsversuchen (maximal 18 Monate) in drei endlagerrelevanten Salzloesungen (zwei MgCl2-reiche Loesungen und eine NaCl-reiche Loesung) bei 1500C untersucht. Neben Hastelloy C4 wurde auch das Korrosionsverhalten von Sphaeroguss in den Salzloesungen untersucht. (orig./MM)
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- Original title (German)
- Korrosionsuntersuchungen an der Werkstoffkombination des POLLUX-Behaelters zur direkten Endlagerung abgebrannter Brennelemente in Steinsalzformationen
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 27 p.
- Report number
- KFK--4552
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 20063292
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE; S12: MANAGEMENT OF RADIOACTIVE WASTES, AND NON-RADIOACTIVE WASTES FROM NUCLEAR FACILITIES;
- Descriptors DEI
- BRINES; CAST IRON; CONTAINERS; CORROSION; HASTELLOYS; MAGNESIUM CHLORIDES; PROTECTIVE COATINGS; RADIOACTIVE WASTE DISPOSAL; RADIOACTIVE WASTES; SALT DEPOSITS; SODIUM CHLORIDES; UNDERGROUND DISPOSAL
- Descriptors DEC
- ALKALI METAL COMPOUNDS; ALKALINE EARTH METAL COMPOUNDS; ALLOYS; CARBON ADDITIONS; CHEMICAL REACTIONS; CHLORIDES; CHLORINE COMPOUNDS; COATINGS; GEOLOGIC DEPOSITS; HALIDES; HALOGEN COMPOUNDS; IRON ALLOYS; IRON BASE ALLOYS; MAGNESIUM COMPOUNDS; MANAGEMENT; MATERIALS; NICKEL ALLOYS; NICKEL BASE ALLOYS; RADIOACTIVE MATERIALS; SILICON ALLOYS; SODIUM COMPOUNDS; WASTE DISPOSAL; WASTE MANAGEMENT; WASTES