Izgradnja NEK: Nova metoda mjerenja radioaktivnog otpada

Radioaktivno onečišćenje betonskih i grafitnih komponenti prethodno je teško procijeniti

Nuklearna elektrana Müheim-Kärlich bila je zatvorena 30 godina. Razgradnja još traje. © Neboderi / CC-by-sa 3.0
čitati naglas

Skrivena radioaktivnost: Nova metoda mjerenja mogla bi olakšati otkrivanje radionuklida u komponentama nuklearnih elektrana koje su ugašene u budućnosti. Jer je zagađenje betona ili grafita do sada teško izmjeriti izravno i precizno. Takozvana ubrzavajuća masena spektrometrija (AMS) sada bi to trebala promijeniti. Početni testovi sugeriraju da se ovom metodom može preciznije i pouzdano utvrditi vrsta i količina radioaktivnih izotopa u nuklearnom otpadu.

Kada se nuklearna elektrana raspusti i demontira, problemi započinju ispravno. Prvo, velika količina visoko radioaktivnog otpada, uključujući spaljene šipke za nuklearno gorivo, mora se sigurno odlagati i skladištiti. Za sada, međutim, još uvijek nema spremišta za ovaj nuklearni otpad. S druge strane, nastaju velike količine radioaktivnog otpada niske i srednje razine. Tu se ubrajaju betonski zidovi i druge komponente u kojima su radioaktivni izotopi stvoreni tzv. Aktivacijom i samim time su radioaktivni.

Teška mjerenja

Problem: Iako je onečišćenje površina lako izmjeriti, to nije slučaj za aktivaciju. Sadrži li i koliko radionuklida komponenta do sada može samo neizravno mjeriti na licu mjesta. Određeni radionuklidi emituju gama zračenje i time izdaju njihovu prisutnost. Ostali izotopi nastaju zajedno s jednostavnim radionuklidima koje je moguće detektirati, pa se njihove količine mogu barem otprilike procijeniti.

Ali ove metode imaju ograničenja. Na primjer, ako su neizravno mjerljivi radionuklidi trajniji od pokazatelja nuklida, neizravna mjerenja ne uspijevaju za stariji nuklearni otpad. Ponekad je Leitnuklid prisutan samo u vrlo malim tragovima, zbog čega je procjena stvarnog opterećenja komponente gotovo nemoguća. Prilikom stavljanja izvan pogona nuklearnih elektrana, znanje o radioaktivnom onečišćenju i dostupnim radionuklidima je ključno za planiranje mjera.

Matthias Dewald na detektoru spektrometra mase akceleratora. Ovdje se broje željeni radionuklidi nakon što su odvojeni od preostalih iona iz uzorka. Sven Dokter / GRS

Ionska zraka u masenom spektrometru

Sada su mogli pronaći Matthias Dewald i njegov tim iz Društva za sigurnost biljaka i reaktora (GRS). Oni istražuju može li tzv. Ubrzavajuća masena spektrometrija (AMS) riješiti dilemu mjerenja u aktiviranju komponenti nuklearnih elektrana. U ovoj se metodi uzorak prvo pretvara u ionsku zraku, koja se potom analizira u masenom spektrometru. prikaz

U drugom koraku, svi atomi i molekule koji imaju istu masu kao i željeni radionuklid, vade se iz ove zrake. Zatim se razgrađuju na posebnom akceleratoru tako da ostaju samo ionizirani atomi. Iz ove zrake, drugi maseni spektrometar sada može filtrirati i prebrojati dotične nuklide, utvrđujući tako radioaktivnu kontaminaciju materijala.

Čestica u deset kvadratnih

Velika prednost: Ova je metoda izuzetno precizna. AMS je mogao otkriti čak i jedan radionuklid u do deset kvadratnih neradioaktivnih izotopa ako djeluje u praksi. Dewald i njegov tim trenutno to testiraju betonskim uzorcima koji su prethodno ozračeni u istraživačkom reaktoru. "Tamo, u roku od nekoliko minuta do nekoliko minuta, možemo dobiti uzorke koji se mogu aktivirati, vrstu kakvu je moguće postići u nuklearnoj elektrani nakon više godina služenja", objašnjava Dewald.

Početni rezultati analize već postoje i ovi su obećavajući. "Već smo vidjeli prve razlike između radionuklidnih spojeva i nuklidnih vektora koje znamo iz literature, kaže Dewald. "Koliko su ove razlike relevantne i da li to ima posljedice za besplatno mjerenje otpada iz razgradnje, ali ne mogu reći danas., pred nama je još posla."

Do kraja 2019. godine, istraživači također žele ispitati uzorke iz betonskih oklopa dva reaktora koji su ugašeni. Dugoročno gledano, AMS će ispitivati ​​aktivirani grafit. Takav se grafit nalazi ne samo u černobilskim RBMK reaktorima, već se koristi i u Njemačkoj u reaktorima za visoke temperature THTR-300 u Hammu i u nekoliko istraživačkih reaktora.

(Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH, 05.09.2018. - NPO)