Développement d'une méthode de caractérisation de l'uranium dans les cylindres d'UF6

Portée :

Ce projet visait à réaliser une étude de faisabilité et à développer une méthode radiométrique (en tenant compte de la méthodologie physique, des géométries de mesure et de la méthodologie d'analyse, ainsi que de l'identification des principaux nucléides indicateurs) pour distinguer les cylindres de stockage standard contenant de l'UF₆ d'origine vierge de celui issu des opérations de retraitement. Une enquête par spectrométrie de rayons gamma à haute résolution (HRGS) a été menée pour 4 cylindres de type 48Y UF₆ dont l'inventaire d'UF₆ a déjà été échantillonné et analysé chimiquement, afin de tester la technique. Notre système de comptage d'objets In-Situ standard (ISOCS™) qui est un outil flexible établi pour quantifier la teneur en activité β/γ, a été utilisé pour ces mesures de test. Cette technique est basée sur la modélisation informatique de l'article sous interrogation, afin de représenter la géométrie de comptage, sans exigence de sources de calibration des radio-isotopes. Des mesures ont été effectuées sur le site de Sellafield Ltd (Capenhurst) à Cheshire, au Royaume-Uni.

Principaux pilotes :

Sellafield Ltd a nécessité le développement d'une technique non destructive pour distinguer les cylindres renfermant de l'UF₆ vierge et usagé. Ces données sont en fin de compte nécessaires pour fournir à Sellafield Ltd des connaissances essentielles en matière de caractérisation afin d'aider à la planification des opérations futures en ce qui concerne le stockage potentiel ou la réutilisation de la matière UF₆.

Instruments et techniques utilisés :

1. Instruments
   – ISOCS
2. Logiciel
   – Modélisation ISOCS

Solution CANBERRA™ :

La solution CANBERRA au défi de Sellafield Ltd comprenait :

• Un examen approfondi de la physique du réacteur régissant les voies de production d'isotopes dans l'uranium irradié, conduisant à l'identification d'émissions gamma candidates pour une technique de spectroscopie gamma.
• Développement d'une approche et de procédures de levé des cylindres pour les 4 cylindres de test.
• Développement de procédures complètes étape par étape, y compris l'analyse de la durée de comptage requise et de la géométrie de mesure.
• Modélisation ISOCS des cylindres UF6 pour la calibration.
• Mobilisation de l'équipement ISOCS et du déploiement sur le site de Capenhurst.
• Réalisation d'une mesure non destructive de l'ensemble du volume des cylindres d'essai afin d'identifier les nucléides responsables des émissions gamma.
• Mesure de l'activité pour chaque nucléide identifié dans l'inventaire UF6 en vrac.
• Évaluation initiale quant à l'origine de l'irradiation de l'uranium dans chaque cylindre.
• La consolidation des résultats de l'analyse à la lumière des données de caractérisation (données isotopiques pour divers isotopes U) pour tester la technique d'analyse.
• Production d'un rapport technique complet détaillant le développement de la méthode physique, les hypothèses, les mesures d'essai et les conclusions.

Réalisations

L'équipe de mesure britannique a mis au point une technique physique robuste permettant de distinguer l'uranium vierge de l'uranium retraité dans les cylindres de stockage d'UF6, sur la base de l'identification et de la quantification d'une signature caractéristique sans ambiguïté des rayons gamma. Cette méthode a été validée en référence aux mesures du cylindre de test, et fournit une plateforme pour le développement futur d'un système de routine à haut rendement pour les cylindres stockés.

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