Schlüsselfaktoren:
Sellafield Ltd. verfügt über eine Reihe von Großlagerboxen, die potenziell heterogene Abfallmatrizen und ein breites Spektrum an unbekannten Pu- und U-Massenbelastungen enthalten. Außerdem ist die Isotopenzusammensetzung mit großen Unsicherheiten behaftet und die Qualität der historischen Aufzeichnungen ist unterschiedlich.
Wegen des unterschiedlichen Aggregatzustands der Container kann eine Verlagerung der Boxen in ein modernes, sicheres Lager vor Ort erforderlich sein. Eine wesentliche Voraussetzung für ein solches Vorhaben ist jedoch die Erfassung zuverlässiger Daten zum Gehalt an spaltbarem U und Pu in den Behältern, damit die Einhaltung der Transportvorschriften und der Bedingungen für die Annahme in potenziellen Lagerstätten nachgewiesen werden kann.
Sellafield Ltd. beantragte daher ein Demonstrationsprojekt, um die Leistung der potenziellen zerstörungsfreien Proben-Technologie zu bewerten.
CANBERRA™-Lösung:
Unsere Lösung basiert auf der gesammelten Erfahrung innerhalb der Organisation, um eine Reihe von komplementären NDA-Techniken zu ermitteln. Dieses Konzept sah sowohl Gammastrahlen- als auch Neutronenmessungen vor, um jeden Fall zu berücksichtigen, wobei die relativen Vor- und Nachteile der einzelnen physikalischen Techniken für die verschiedenen Arten von Abfallmatrizen berücksichtigt wurden.
Wir haben die folgenden NDA-Kerntechniken verwendet:
- Passive Neutronenkoinzidenzzählung (PNCC) unter Einsatz einer Gruppe von N50L Neutronenzählplatten, die um die Testbox verteilt sind, um die effektive Masse von 240Pu zu messen.
- HRGS-Gammaspektrometrie mit einem Standard-ISOCS™-System zur Bestimmung der 235U-Masse und der Pu-Isotopenzusammensetzung des Moderators (HDPE).
- Cartogam-Gammabildgebung zur Feststellung von Bereichen mit konzentrierter Aktivität und zur Abstimmung der bei der Analyse getroffenen Annahmen für die quantitativen Messungen der Spaltbarkeit.
Bei unserer Analyse wurden auch die folgenden ergänzenden Techniken eingesetzt, mit denen die Datenanalyse, die Entwicklung der Systemkalibrierungen und die Bewertung der gesamten Messunsicherheit unterstützt wurden:
- Scannen der "Add-A-Source"-Matrixkompensation, um die Auswirkungen der unbekannten Abfallmatrix und ihrer Heterogenität auf die PNCC-Messungen zu kompensieren und so einen angemessenen Beitrag zur Gesamtmessunsicherheit zu ermöglichen.
- Einsatz einer speziellen HRGS-Spektralanalyse zum Nachweis der Aktivität von Isotopen, die möglicherweise mit der gemessenen Pu-Reaktion in Konflikt geraten könnten, einschließlich 244Cm, was andernfalls zu einer groben Überschätzung der von PNCC gemessenen effektiven Masse von 240Pu führen könnte.
- Nutzung der AAS- und Gamma-Bildgebungsergebnisse, um die Größenordnung der Auswirkungen der Abfallmatrix und der Verteilung des spaltbaren Materials in der Testbox auf die Gesamtmessunsicherheit für die endgültige Messung zu bestimmen.
Unsere Anwendung der oben genannten Techniken basierte auf den folgenden Prinzipien:
- Einrichtung, Kalibrierung und Betrieb von Systemen gemäß Standardverfahren.
- Der Einsatz von Computermodellierungscodes wie MCNP® und ISOCS nach den Grundsätzen der "guten Praxis", einschließlich des Leistungsvergleichs unter Rückgriff auf radioisotopische Testquellen (wir haben eine 252Cf-Neutronenquelle für den Leistungsvergleich unserer MCNP-Nachweise und ISOCS-Messungen mit einer Pu-Testquelle für den Leistungsvergleich des ISOCS-Kalibrierungsverfahrens verwendet).
- Gegenüberstellung der Ergebnisse verschiedener Techniken zur Untermauerung der bei der Datenanalyse verwendeten Annahmen und zur Verfeinerung unserer Bewertungen der Gesamtmessunsicherheit.
- Zuverlässige Beurteilung und Bewertung der gesamten Messunsicherheiten.
- Belastbare Dokumentation der mit dem Konzept verbundenen Annahmen und Einschränkungen.
Ein Team, bestehend aus einem CANBERRA-Spektroskopiespezialisten und einem Physiker, besuchte den Standort und führte die Messungen durch. Die Datenanalyse und Berichterstattung erfolgte später mit der Offline-Analyse der gemessenen Spektren und Daten.
