Unterwasser-Messung von aktivierten Abfällen mit der SMOPY-Sonde

Umfang:

Ziel dieser Messreihe war es, verbrauchte Brennstäbe aus stillgelegten Kernkraftwerken zu charakterisieren, bevor sie als mittelradioaktiver Abfall verpackt, transportiert und gelagert werden. Die Abfälle würden schließlich an ein Endlager geschickt.

Die SMOPY-Sonde wurde für die Unterwassermessung von aktivierten Abfällen verwendet:

• Bewertung der Menge/Aktivität und Lokalisierung von Gamma- und Neutronenstrahlern

Im März 2014 durchgeführte Messreihe:

• Messung von ⁶⁰Co, ¹¹⁰mAg und ¹⁰⁸mAg in Fässern, die mit etwa 200 verbrauchten AgInCd (AIC)-Brennstäben gefüllt sind
• Berechnung der Gesamtaktivität und des Aktivitätsprofils entlang der 4 Meter hohen Fässer
• Prüfung, ob es keine Neutronenstrahler/spaltbaren Materialien gibt

Schlüsselfaktoren:

In den Kühlteichen muss durch die Beseitigung von Abfällen Platz geschaffen werden.

Es muss die Aktivität im Abfall bewertet werden, um:

• Kostenkontrolle und Risikobeherrschung bei der Verbringung der Abfälle in das Zwischenlager
• Sicherstellen, dass das Aktivitätsniveau der Abfälle in dem Bereich bleibt, der für die Auslegung des Lagers zulässig ist
• Meldung der Aktivität an die Behörden und an die Nationale Agentur für radioaktive Abfälle im Hinblick auf Kosten und Szenarien für die künftige Endlagerung

Mit der SMOPY-Messung können die Sicherheitsspannen genau bestimmt werden, wodurch alle Kosten erheblich gesenkt werden.

Die Messungen müssen aus Gründen des Strahlenschutzes unter Wasser durchgeführt werden.

Eingesetzte Instrumente und Techniken:

1. Wasserdichter SMOPY-Messkopf
2. CZT-Spektrometrie-Detektor
3. Spaltkammer
4. Elektronischer Schaltschrank
5. Spektroskopie Genie™ 2000 SW

CANBERRA™-Lösung:

• Zu SMOPY gehört ein Gammaspektrometrie-Detektor und eine Neutronensonde
• Spektrometrie-Messung mit einer kollimierten CZT-Sonde (5 mm³, 20 mm³ oder 60 mm³)
  • Messung einer Schicht des Abfallfasses (siehe Abbildungen)
  • Linearer Gesamtaktivitätsbereich von etwa 1E+08 Bq/cm bis zu 1E+13 Bq/cm
  • Kombinierte spektrometrische bzw. Scanning-Messungen (mit konstanter Geschwindigkeit bewegter Abfall) mit Zeiterfassung
    • Dies ermöglicht eine Optimierung zwischen Genauigkeit und Zeitbeschränkungen
• Neutronenmessung mit einer Spaltkammer in einem Moderator (HDPE)
  • Lineare Neutronen-Emissionsrate von etwa 5E⁺04 n.s^-1.cm^-1 bis zu 1E+09 n.s-1.cm-1
• Wasserdichter SMOPY-Messkopf bis zu 20 m Tiefe (Relativdruck ≤2 bar)
• Kompakter Elektronikschrank, der von einem robusten Tablet gesteuert wird, das für den nuklearen Bereich geeignet ist
• Das Gesamtpaket passt in ein normales Familienauto

Errungenschaften

• Die Konsistenzprüfungen haben die Gültigkeit der Techniken bewiesen und ermöglichen eine zuverlässige Charakterisierung von Abfällen unter Wasser vor dem Versand.
• 7 Fässer – etwa 1200 aktivierte AIC-Brennstäbe (Silber „Ag“ – Indium „In“ – Kohlenstoff „C“) – vollständig charakterisiert
• Die Ergebnisse werden von Kernkraftwerken vor der Abfallentsorgung als Bezugspunkt verwendet
• Die Abfallcharakterisierung unter Wasser spart Kernkraftwerken viel Zeit, Geld und Dosis

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