Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26

Nukleáris anyagokazonosítása és jellemzése

Az MTA Izotópkutató Intézetében rendelkezésre álló módszerek, eszközök bemutatása

Bemutatja: Zsigrai József, Sugárbiztonsági Osztály

2IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Témák

Radioaktív anyagok azonosítása Mi van a „fekete dobozban”?

Lehet-e belőle atombombát csinálni? Honnan származik?

Urán (DU, NAT, LEU, HEU), Plutónium Egyéb sugárforrás

Nukleáris anyagok (U, Pu) jellemzése

Radioaktív anyagok azonosítása Mi van a „fekete dobozban”?

Lehet-e belőle atombombát csinálni? Honnan származik?

Urán (DU, NAT, LEU, HEU), Plutónium Egyéb sugárforrás

Nukleáris anyagok (U, Pu) jellemzése

3IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Témák

Nukleáris anyagok (U, Pu) jellemzése izotópösszetétel tömeg koncentráció kor gyártási folyamat neutronforrások (pl. Pu-Be) fajlagos neutronhozama felületi morfológia (Lásd: SEM) szemcseméret eloszlás (Lásd: SEM) (gyártás helye) (lehetséges felhasználási szándék) …

Nukleáris anyagok (U, Pu) jellemzése izotópösszetétel tömeg koncentráció kor gyártási folyamat neutronforrások (pl. Pu-Be) fajlagos neutronhozama felületi morfológia (Lásd: SEM) szemcseméret eloszlás (Lásd: SEM) (gyártás helye) (lehetséges felhasználási szándék) …

4IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Gamma spektrometria „Normál” és alacsonyhátterű Nagyfelbontású (HPGe), közepes (Cd(Zn)Te) és

kisfelbontású (NaI)

Neutron (koincidencia) számlálás Tömegspektrometria Elektron mikroszkóp Prompt Gamma Aktivációs Analízis

Gamma spektrometria „Normál” és alacsonyhátterű Nagyfelbontású (HPGe), közepes (Cd(Zn)Te) és

kisfelbontású (NaI)

Neutron (koincidencia) számlálás Tömegspektrometria Elektron mikroszkóp Prompt Gamma Aktivációs Analízis

Módszerek, eszközök

5IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Módszerek, eszközök

Roncsolásmentes !!! Nagy pontosságú Izotópösszetétel gyors

meghatározása Relatív egyszerű

mérőberendezés Nem szükséges a

mérendő minták előkészítése

Relatív olcsó

Roncsolásmentes !!! Nagy pontosságú Izotópösszetétel gyors

meghatározása Relatív egyszerű

mérőberendezés Nem szükséges a

mérendő minták előkészítése

Relatív olcsó

Gamma spektrometria

20 cm2 planár HPGe detektor

Mintatartó

Mintatartótartó

Detektor

6IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Módszerek, eszközök

Alacsonyhátterű gamma spektrometria

Alacsonyhátterű vaskamra

Falvastagság: 20 cm vas +rézlemez

36% relatív hatásfokú HPGe detektor

Kis aktivitások mérése, pl.: urán kor

meghatározás 232U kimutatás

Alacsonyhátterű vaskamra

Falvastagság: 20 cm vas +rézlemez

36% relatív hatásfokú HPGe detektor

Kis aktivitások mérése, pl.: urán kor

meghatározás 232U kimutatás

7IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Módszerek, eszközök

Gammával mérhető:

Izotópösszetétel 232U, 234U, 235U, 236U, 238U

tartalom Össz U, Pu tömeg U, Pu koncentráció Kor (214Bi aktivitás) 241Am aktivitás gyártási folyamat: 232U jelenléte

Gammával mérhető:

Izotópösszetétel 232U, 234U, 235U, 236U, 238U

tartalom Össz U, Pu tömeg U, Pu koncentráció Kor (214Bi aktivitás) 241Am aktivitás gyártási folyamat: 232U jelenléte

Eszközök

4 db. különböző méretű planár HPGe

2 db. koaxiális HPGe 3 db. Cd(Zn)Te alacsonyhátterű

vaskamra

Eszközök

4 db. különböző méretű planár HPGe

2 db. koaxiális HPGe 3 db. Cd(Zn)Te alacsonyhátterű

vaskamra

8IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Neutronforrások (Pu-Be, Am-Be Am-Li, Cf… ) Azonosítása Transzurán-tartalmának meghatározása Fajlagos neutronhozam meghatározása

Neutronforrások (Pu-Be, Am-Be Am-Li, Cf… ) Azonosítása Transzurán-tartalmának meghatározása Fajlagos neutronhozam meghatározása

Neutron detektorok (3He csövek)

Neutronforrás helye

Moderátor

Neutron-koincidencia számlálás

Módszerek, eszközök

9IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Fűtőelem-pálca darabok Kipotyogott tabletták Szerkezeti elemek (pl.

kazetta fej- és lábrészek) A fentiek összetöredezett,

szétporladt darabkái Jól összekeverve

Fűtőelem-pálca darabok Kipotyogott tabletták Szerkezeti elemek (pl.

kazetta fej- és lábrészek) A fentiek összetöredezett,

szétporladt darabkái Jól összekeverve

A tisztítótartály tartalma a helyreállítás előtt

Különböző kiégettségű és

besugárzási történetű darabok

Nukleáris hulladék hasadóanyag-tartalmának meghatározása Pakson

10IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Tokok és tartályok

Tokok Tartályok„28-as”„29-es”

Viszonylag épkazetta-darabok

A tisztítótartály aljánösszegyűlt törmelék

Nukleáris-anyag mentes darabok(pl. kazetta fej- és lábrészek)

11IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Mérőeszközök

Nagy felbontású gamma-spektrométer A szerelőakna falába épített kollimátor mögött

12IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Mérőeszközök

Víz alatti Vas Villa 2 db hasadási

kamra neutronszámlálás

CdTe félvezető detektor + kollimátor: közepes

felbontású gamma spektrometria

Si diódák össz-gamma

mérés

13IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Mérőeszközök

A Víz alatti Vas Villa tartószerkezete az aknában

Pozicionáló állvány

Tartószerkezet

Detektor doboz (VVV)

14IKI - Izotóp Kft közös ülés 2007. ápr. 26Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

Összefoglalás

ismeretlen radioaktív anyagot tartalmazó minták jellemzése

urán, plutónium izotópösszetétele, mennyisége, kora … stb., stb. (alacsonyhátterű) gamma spektrometria,

neutron-koincidencia számlálás … nukleáris hulladék jellemzése

víz alatti mérések (gamma, neutron)