專(zhuān)利名稱(chēng):廢料儲(chǔ)存容器及其組合物的制作方法
廢料儲(chǔ)存容器及其組合物
相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求對(duì)2008年10月6日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 61/102，997的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容以參考文獻(xiàn)的方式完整地并入本文中。
發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域：
和背景技術(shù)：
本發(fā)明主要涉及廢料儲(chǔ)存容器及其中有用的組合物，并尤其針對(duì)危險(xiǎn)和/或放射性廢料的儲(chǔ)存。
混凝土或水泥通常是儲(chǔ)存放射性廢料的可選材料。例如，美國(guó)專(zhuān)利No. 5，786，611 號(hào)提出的儲(chǔ)存核廢料的容器。該容器包括具有穩(wěn)定的氧化鈾集料和中子吸收材料如化03、 HfO3 或 Gd2O3 的混凝土。美國(guó)專(zhuān)利 No. 4，257，912,4, 326，918,4, 845，372 和 4，950，246 提出儲(chǔ)存核廢料的混凝土封裝。美國(guó)專(zhuān)利No. 5，402，455提出以多層的基于混凝土的儲(chǔ)存容器來(lái)儲(chǔ)存危險(xiǎn)的、具有放射性的和混合的廢料。
然而依然需要用作廢料儲(chǔ)存容器的組合物更便宜，更少依賴(lài)于復(fù)雜的密封系統(tǒng)， 同時(shí)能屏蔽廢料對(duì)環(huán)境的危害在可以接受的水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的廢料儲(chǔ)存容器組合物包含硅酸鈣、氧化鎂和酸式磷酸鹽(acid phosphate)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供的廢料儲(chǔ)存容器組合物包含氧化鎂或氧化鈣、 酸式磷酸鹽和粉煤灰。
在又一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供的廢料儲(chǔ)存容器組合物包含氧化鎂或氧化鈣、 酸式磷酸鹽和高嶺土?；?0. 662MeV(5y Ci Cs-137 源)和 1. 173MeV(1 μ Ci Co_60 源) 的光子能量，這些容器與普通混凝土相比都具有改善的衰減系數(shù)。


圖1是在使用5mCi Cs-137源的0. 666MeV的光子能量下，適合用于廢料容器并示例在實(shí)施例1至實(shí)施例6中的的組合物與普通混凝土( “0C”)的衰減系數(shù)圖。
圖2是在使用1 μ CiCo-60源的1. 173MeV的光子能量下，適合用于廢料容器并示例在實(shí)施例1至實(shí)施例6中的的組合物與普通混凝土( “0C”)的衰減系數(shù)圖。
具體實(shí)施方式
關(guān)于此處描述的其它實(shí)施方案，本發(fā)明前述及其他方面將進(jìn)行詳細(xì)的描述。請(qǐng)注意本發(fā)明可以使用不同的形式實(shí)施，而不僅限于在此陳述的實(shí)施方案。也就是說(shuō)，提供這些實(shí)施方案是為了向本領(lǐng)域技術(shù)人員徹底地、完全地揭示本發(fā)明的范圍。
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述時(shí)所使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述特定的實(shí)施方案，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的實(shí)施方案以及附加的權(quán)利要求
中，除非上下文清楚表明的， 單數(shù)形式的“一”(a，an)、“該”(the)包括復(fù)數(shù)形式。同樣，文件中使用的“和/或”指的是并包含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)項(xiàng)目的所有可能組合。此外，此文件中使用的術(shù)語(yǔ)“約”應(yīng)用于可測(cè)量的值時(shí)，如組合物的數(shù)量、劑量、時(shí)間、溫度等時(shí)，是包含該特定值的20 %、10 %、5 %、1 %、 0.5%或甚至0. 的偏差。除非有另外的規(guī)定，在說(shuō)明書(shū)中使用的包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)的所有術(shù)語(yǔ)具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所通常理解的含義。引用的所有文獻(xiàn)都以全文引入以供參考。
廢料容器可包含硅酸鈣(硅灰石)、氧化鎂和酸式磷酸鹽。在一個(gè)實(shí)施方案中，該容器的組合物包含約15到40重量％的硅酸鈣、約10到35重量％的氧化鎂和約25到45重量％的酸式磷酸鹽。該組合物中可任選地包含0. 到40重量％的高嶺土和/或粉煤灰。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，廢料容器包含氧化鎂或氧化鈣、酸式磷酸鹽和粉煤灰。在一個(gè)實(shí)施方案中，該容器的組合物包含15到40重量％的煅燒氧化鎂或氧化鈣、25到55重量％的酸式磷酸鹽和20到40重量％的粉煤灰。任選的含有0. 1到40重量％的高嶺土。
在又一個(gè)實(shí)施方案中，廢料容器包含氧化鎂或氧化鈣、酸式磷酸鹽和高嶺土。在一個(gè)實(shí)施方案中，該容器的組合物包含15到40重量％的煅燒氧化鎂或氧化鈣、20到55重量％的酸式磷酸鹽和5到25重量％的高嶺土?？梢匀芜x的含有0. 到40%重量的粉煤灰。
本發(fā)明包括的儲(chǔ)存廢料的方法包括由一種或多種上述的組合物來(lái)封裝廢料。
典型的酸式磷酸鹽包括磷酸二氫鉀、磷酸鎂、磷酸鈉、磷酸鋁、磷酸銨、磷酸鐵、磷酸鋅及其組合。在上述的實(shí)施方案中，酸式磷酸鹽可以是磷酸二氫鉀。
典型的待儲(chǔ)存廢料包括危險(xiǎn)廢料、放射性廢料和含危險(xiǎn)廢料和放射性廢料的混合廢料。這些廢料的典型來(lái)源為廢核燃料和核燃料電池。由上述組合物形成的廢料儲(chǔ)存容器可以根據(jù)需要的儲(chǔ)存構(gòu)造設(shè)計(jì)成多種幾何形狀(如圓形、方形、圓柱形、六邊形等)。儲(chǔ)存容器可以由上述的一種或多種組合物單獨(dú)制成以封裝待儲(chǔ)存廢料。另一種選擇是，該容器可以包括由或沒(méi)有屏蔽特性的任意材料制成的外殼和封裝廢料的一種或多種上述組合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該容器可以包括外部非屏蔽材料、由非屏蔽材料形成的內(nèi)殼和封裝內(nèi)殼的一種或多種上述組合物。此外，廢料容器可以兼有輻射屏蔽性，如2009年10月2日提交的美國(guó)系列No.—相關(guān)申請(qǐng)(代理人卷號(hào)No. 9591-7)中所描述的。該申請(qǐng)的公開(kāi)部分以全文引用的形式并入本文以供參考。
輻射屏蔽結(jié)構(gòu)組合物可以混合適當(dāng)?shù)奶砑觿?，通常情況下添加劑的重量為約0. 1 到約30重量％。典型的添加劑包括阻燃劑、蛭石、珍珠巖、纖維、乳化劑、抗凝劑、螯合劑、 粒狀添加劑、石塊或沙粒等粗集料、硼酸等化學(xué)添加劑、促進(jìn)劑(如The Euclid Chemical Company, Cleveland, Ohio生產(chǎn)的Accelguard)、著色劑和顏料、填料、集料、硼砂、硅土料、 鐵氧化物、膠粘劑(如 The Euclid Chemical Company, Cleveland, Ohio 生產(chǎn)的 Eucopoxy 樹(shù)脂和 Eucoweld、Flexcon 和 Corr-bond)、塑化劑、硬化劑(如 The Euclid Chemical Company, Cleveland, Ohio 生產(chǎn)的 Euco Diamond Hard)、修補(bǔ)聚合物(如 The Euclid Chemical Company, Cleveland, Ohio 生產(chǎn)的 Eucorapid 補(bǔ)料(Eucorapid patch))、微二氧化硅粉(如 The Euclid Chemical Company, Cleveland, Ohio 生產(chǎn)的 Eucoshot)、緩凝劑、 表面軟化劑、和高嶺土、固化化合物(如Brownstone CS)、減水劑(如Accelguard，Eucon AC)及空氣夾帶劑(如AEA和Air Mix)。
或者，在輻射屏蔽結(jié)構(gòu)組合物中也可添加中子吸收劑。典型的中子吸收劑包括重金屬和重金屬化合物例如硼、B203、HfO3> Gd2O3、氧化鐵、鉛等。
或者，在該組合物中可以添加各種加固成分(reinforcement)，或者該組合物可用于加固成分。典型的加固成分包括鋼(例如鋼筋)、其他金屬(例如鉛)、碳、聚合物、玻璃、 石料、玄武巖等，其為纖維、顆粒和/或織物/墊的形式。
以下實(shí)施例僅用于闡釋本發(fā)明，并不限于此。 實(shí)施例
實(shí)施例1-6組成如下 實(shí)施例1
權(quán)利要求
1.廢料儲(chǔ)存容器，含有硅酸鈣、氧化鎂和酸式磷酸鹽。
2.權(quán)利要求
1的廢料儲(chǔ)存容器，含有10到40重量％的硅酸鈣、10到35重量％的氧化鎂和15到45重量％的酸式磷酸鹽。
3.權(quán)利要求
2的廢料儲(chǔ)存容器，其中的酸式磷酸鹽是磷酸二氫鉀。
4.廢料儲(chǔ)存容器，含有氧化鎂或氧化鈣、酸式磷酸鹽和粉煤灰。
5.權(quán)利要求
4的廢料儲(chǔ)存容器，含有15到35重量％的煅燒氧化鎂或氧化鈣、15到55 重量％的酸式磷酸鹽和20到40重量％的粉煤灰。
6.權(quán)利要求
5的廢料儲(chǔ)存容器，其中酸式磷酸鹽是磷酸二氫鉀。
7.廢料儲(chǔ)存容器，含有氧化鎂或氧化鈣、酸式磷酸鹽和高嶺土。
8.權(quán)利要求
7的廢料儲(chǔ)存容器，含有15到35重量％的煅燒氧化鎂或氧化鈣、15到55 重量％的酸式磷酸鹽和20到40重量％的高嶺土。
9.權(quán)利要求
8的廢料儲(chǔ)存容器，其中的酸式磷酸鹽是磷酸二氫鉀。
專(zhuān)利摘要
提供了廢料儲(chǔ)存容器，由包含硅酸鈣、氧化鎂或氧化鈣和酸式磷酸鹽的組合物形成。該組合物也可以包含粉煤灰或高嶺土，含有或不含硅酸鈣。
文檔編號(hào)G21F9/34GKCN102246244SQ200980148825
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年10月5日
發(fā)明者J·L·塞爾夫, J·W·小保羅 申請(qǐng)人:格蘭克雷特公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan