Nukleáris anyagok azonosítása és jellemzése

1. Nukleáris anyagokazonosítása és jellemzése Az MTA Izotópkutató Intézetében rendelkezésre álló módszerek, eszközök bemutatása Bemutatja: Zsigrai József, Sugárbiztonsági Osztály

2. 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

3. 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) • …

4. Módszerek, eszközök • Gamma spektrometria • „Normál” és alacsonyhátterű • Nagyfelbontású (HPGe), közepes (Cd(Zn)Te) és kisfelbontású (NaI) • Neutron (koincidencia) számlálás • Tömegspektrometria • Elektron mikroszkóp • Prompt Gamma Aktivációs Analízis

5. Módszerek, eszközök • Roncsolásmentes !!! • Nagy pontosságú • Izotópösszetétel gyors meghatározása • Relatív egyszerű mérőberendezés • Nem szükséges a mérendő minták előkészítése • Relatív olcsó Mintatartó Gamma spektrometria Mintatartótartó Detektor 20 cm2 planár HPGe detektor

6. Módszerek, eszközök • Alacsonyhátterű vaskamra • Falvastagság: 20 cm vas +rézlemez • 36% relatív hatásfokú HPGe detektor • Kis aktivitások mérése, pl.: • urán kor meghatározás • 232U kimutatás Alacsonyhátterű gamma spektrometria

7. 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 Módszerek, eszközök Eszközök • 4 db. különböző méretű planár HPGe • 2 db. koaxiális HPGe • 3 db. Cd(Zn)Te • alacsonyhátterű vaskamra

8. Módszerek, eszközök Neutron-koincidencia számlálás • Neutronforrások (Pu-Be, Am-Be Am-Li, Cf… ) • Azonosítása • Transzurán-tartalmának meghatározása • Fajlagos neutronhozam meghatározása Moderátor Neutronforrás helye Neutron detektorok (3He csövek)

9. Fűtőelem-pálca darabok Kipotyogott tabletták Szerkezeti elemek (pl. kazetta fej- és lábrészek) A fentiek összetöredezett, szétporladt darabkái Jól összekeverve Nukleáris hulladék hasadóanyag-tartalmának meghatározása Pakson Különböző kiégettségű és besugárzási történetű darabok A tisztítótartály tartalma a helyreállítás előtt

10. Tokok és tartályok Tokok „29-es” „28-as” Tartályok Nukleáris-anyag mentes darabok (pl. kazetta fej- és lábrészek) A tisztítótartály alján összegyűlt törmelék Viszonylag ép kazetta-darabok

11. Nagy felbontású gamma-spektrométer A szerelőakna falába épített kollimátor mögött Mérőeszközök

12. Víz alatti Vas Villa 2 db hasadási kamra neutronszámlálás CdTe félvezető detektor + kollimátor: közepes felbontású gamma spektrometria Si diódák össz-gamma mérés Mérőeszközök

13. A Víz alatti Vas Villa tartószerkezete az aknában Mérőeszközök Pozicionáló állvány Tartószerkezet Detektor doboz (VVV)

14. 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)