| |
| Zur chemischen Trennung dieser drei Komponenten setzt man das so
genannte PUREX-Verfahren ein (PUREX: Plutonium-Uranium-Recovery
by Extraction). |
 |
Zunächst werden die Brennstäbe in etwa 5 cm
lange Stücke zersägt und ihr Inhalt wird in siedender Salpetersäure
(HNO3) herausgelöst. Dabei entstehen Uranylnitrat
UO2 (NO3)2 und Plutonium-IV-Nitrat
Pu(NO3)4 sowie die Nitrate der Spaltprodukte
und Aktiniden. |
Durch physikalisch-chemische Verfahren wird dann eine Trennung
der drei Komponenten Uran, Plutonium, Spaltprodukte/Aktiniden
durchgeführt. Das geschieht mithilfe eines besonderen Extraktionsmittels,
des Tri-n-Butyl-Phosphats (C4H9O)3PO,
das mit 70 % Kerosin (Reinstpetroleum) verdünnt ist.
Die Abtrennung der Spaltprodukte und Aktiniden, ein erster und wichtiger
Schritt des Trennverfahrens, kann vereinfacht folgendermaßen
erklärt werden: |
| Das TBP 30 löst bei Anwesenheit von Salpetersäure
die Nitrate des Urans und des Plutoniums (Komplexbildung), während
die Spaltprodukte und die anderen Aktiniden im wässerigen Teil
der Lösung zurückbleiben. Da sich die wässrige Lösung
wieder von dem Extraktionsmittel absetzt, können die Spaltprodukte
leicht abgetrennt werden. |
 |
| Um Uran, Plutonium sowie Spaltprodukte und Aktiniden fast 100-prozentig
voneinander zu trennen, wird dieser Extraktionszyklus mehrfach hintereinander
durchgeführt. Dabei sind eine Reihe zusätzlicher chemischer
Aufarbeitungsschritte notwendig. |
| Während Uran und Plutonium wieder der Brennelementherstellung
zugeführt werden, bewahrt man die hochaktive Lösung mit
Spaltprodukten und Aktiniden in gekühlten Edelstahltanks
auf. Die konzentrierte Spaltproduktlösung hat eine spezifische
Aktivität von etwa 4 · 1013 Bq/l. Die entstehende
Zerfallswärme muss deshalb durch Kühlsysteme abgeführt
werden. Nach etwa fünfjähriger Abklingzeit kann eine Volumenverminderung
und eine Überführung in eine wasserunlösliche Form
durch Verglasung vorgenommen werden (Konditionierung für die
Endlagerung). |
 |
Beim Zerschneiden der Brennelemente und besonders beim Lösen
des Brennstoffes in Salpetersäure entweichen gasförmige
und leichtflüchtige Spaltprodukte (Xenon, Krypton, Jod, Ruthenium
usw.), außerdem werden Stickstoffoxide frei. Sie müssen
aus den Abgasen abgetrennt werden.
Die Stickstoffoxide werden in Salpetersäure überführt
und in den Prozess zurückgeleitet. Radioaktives Jod lässt
sich mithilfe hochwirksamer Filter zurückhalten, die mit Silber
imprägniert sind. Es entsteht dann das schwer lösliche Silberjodid. |
| Für tritiumhaltige Abwässer ist eine gesonderte Sammlung
und eine Endlagerung nach Abbinden mit Zement zu Beton vorgesehen. |
 |
|
Da die abgebrannten Brennelemente hochaktiv sind, muss man die Wiederaufarbeitung
in Zellen vornehmen, die durch dicke Betonwände abgeschirmt sind
(so genannte heiße Zellen, Wandstärke bis 2 m).
Die Arbeiten werden mithilfe fernbedienter Werkzeuge (so genannter
Telemanipulatoren) durchgeführt; sie können durch
ein Strahlenschutzfenster aus dickem Bleiglas beobachtet werden. |
| Alle Maschinen müssen über lange Zeit wartungsfrei arbeiten,
da Reparaturen nur möglich sind, wenn der betreffende Raum vorher
gründlich von radioaktiven Substanzen gereinigt worden ist (Dekontamination).
Die Betriebsräume der Wiederaufarbeitungsanlage werden mithilfe
einer besonderen Anlage ständig be- und entlüftet, damit
sich keine gasförmigen und leichtflüchtigen radioaktiven
Stoffe ansammeln. |
 |
| Außerdem wird im Gebäude ein leichter Unterdruck erzeugt,
sodass keine ungefilterte Luft in die Umgebung gelangen kann. |
|