bericht forschungs· und entwicklungsarbeiten im jahre ... - Bibliothek

gen durch 'Y-spektrometrische Bestimmungen der
Spaltedelgasaktivitäten nach Neutronenaktivierung
wurden zahlreiche Versuche durchgeführt.
Im Zusammenhang mit Kontrollexperimenten in
Brennelementfabri kations- und Wiederaufbereitungsanlagen
wurden an bestrahlten oder unbestrahlten
Kernbrennstoffen folgende Analysen ausgeführt:
244 Plutonium-Konzentrationsbestimmungen, 22
Uran-Konzentrationsbestimmungen, 75 massenspektrometrische
Plutonium-Isotopenanlysen, 13 massenspektrometrische
Uran-Isotopenanalysen, 66 a-spektrometrische
Pu-238-Bestimmungen, je 8 massenspektrometrische
Isotopenverdünnungsanalysen von Uran
und Plutonium, 32 massenspektrometrische Eichanalysen,
5 'Y-spektrometrische Am-241-Bestimmungen
sowie 40 Dichtebestimmungen.
In Zusammenarbeit mit dem Europäischen Institut
für Transurane wurden Brennstoffproben verschiedener
thermischer und schneller Reaktoren auf ihren
Gehalt an schweren Elementen, an Nd-148 zur Abbrandbestimmung
und an zurückgehaltenen Spaltgasen
massenspektrometrisch analysiert. Anhand der
Analysendaten wurden Beziehungen zwischen den
Isotopenverhältnissen, z. B. Pu-240/Pu-239 und einigen
Reaktorparametern, wie z. B. Abbrand und Konversionsrate
aufgestellt. Diese Korrelationen können
zur Kontrolle von Analysenresultaten, zur Identifizierung
von Reaktorbrennstoffen und zur Kontrolle
von spaltbarem Material benutzt werden. Die Bestimmung
der Isotopenverhältnisse der Spaltgase erlaubt
eine Spaltstoffkontrolle außerhalb einer Wiederaufarbeitungsanlage
in der Schornsteinabluft (3803).
In Kernreaktoren werden die Isotope U-232 und Pu­
236 gebildet. Die harte 'Y-Strahlung einiger ihrer Zerfallsprodukte
kann zu Schwierigkeiten bei der Wiederverarbeitung
von Brennstoff und bei der Verwendung
von Pu-238 in Nuklidbatterien führen. Bestrahlte
Brennelemente von drei Siedewasserreaktoren, einem
Schwerwasserreaktor, zwei Materialtestreaktoren und
einem schnellen Reaktor wurden auf ihren Gehalt an
U-232 und Pu-236 untersucht. Es zeigte sich, daß die
von der USAEC vorgesehene obere Grenze für den
U-232-Gehalt in aufgearbeiteten Brennstoffen
(0,11 ppm, bezogen auf U-235) nur vom Schwerwasserreaktor
überschritten wird. Die in Nuklidbatterien
für die bemannte Raumfahrt höchst zulässige Menge
Pu-236 (2 ppm, bezogen auf Pu-238) wird jedoch nur
vom Schwerwasserreaktor nicht erreicht (3766,
3798).
Routinemäßig wurden ausgeführt: 30 radiometrische
Isotopenverdünnungsanalysen für Neptunium in 10
bestrahlten Brennelementproben von zwei Siedewasserreaktoren,
einem Schwerwasserreaktor, zwei
Materialtestreaktoren und einem Schnellen Reaktor;
7 massenspektrometrische Isotopenverdünnungsanalysen
für Plutonium, 2 radiometrische und 16 massenspektrometrische
Isotopenverdünnungsnalysen für
Americium sowie 2 radiometrische und 13 massenspektrometrische
Isotopenverdünnungsanalysen für
Curium in Proben bestrahlter Pu-242- oder Am-241-­
Kapseln.
Im Rahmen von Kontrollexperimenten wurden in
Lösungen bestrahlter Kernbrennstoffe 39 massenspektrometrische
Uran-Isotopenanlysen und 42 massenspektrometrische
Plutonium-Isotopenanalysen
du rehgeführt, in 15 Proben wurde der Nd-148-Gehalt
massenspektrometrisch erm ittelt.
Die Arbeiten zur Automatisierung der massenspektrometrischen
Isotopenverdünnungsanalyse wurden fortgesetzt
(3802):
1. Zur Entnahme kleinster, aber genau bekannter
Probemengen aus Brennstofflösungen wurde eine
automatisch arbeitende Anlage konzipiert und Angebote
hierfür eingeholt.
2. Zur Automatisierung der Probeneingabe in das
Massenspektrometer und zur Erhöhung des Probendurchsatzes
wurde ein Hochvakuumschleusensystem
konstruiert und in Auftrag gegeben.
3. Für die Steuerung des automatisch arbeitenden
Massenspektrometers wurde ein Schema des Arbeitsablaufes
einer Analyse ausgearbeitet, das als
Grundlage für die Erstellung einer Software dienen
wird.
10/69/7 AFTS - Teilprojekt "Chemie"
70/69/77 Untersuchungen über den Transport
von Radionukliden im Dampf
Der Betrieb des FR 2-Heißdampfversuchskreislaufs
(HSD-Loop) stand 1970 im Zeichen der Brennelement-Hüllenschaden-Experimente
für den Heißdampfreaktor
Kahl (HDR). Gleichzeitig war es jedoch
möglich, die 1969 begonnenen Versuche zur Kontamination
von Materialproben in den dafür vorgesehenen
Kammern des Loops fortzusetzen.
Autoradiographische Untersuchungen dieser Proben
zeigten, daß die Abscheidung der radioaktiven Substanzen
auf den Proben zum Teil in Partikelform geschieht.
Die mikroskopisch nicht sichtbaren Partikel
haften fest auf den Edelstahlproben und sind nicht
durch Wasser abwaschbar; ein Zusammenhang zwischen
autoradiographisch erkennbaren "hot spots"
und lokaler Korrsoion der Bleche ("Lochfraß") besteht
nicht.
Der Anstellwinkel der Proben gegenüber dem Dampfstrom
scheint nach ersten Versuchen (Winkel von 0
bis 45°) keinen wesentlichen Einfluß auf die abgeschiedene
Aktivität zu haben, dagegen wurde hinter
Querschnittsverengungen (Simulation von Ventilen)
häufig eine erhöhte Deposition gefunden.
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