atw - International Journal for Nuclear Power | 1.2024

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30 Decommissioning and Waste Management Beschränkung auf eine Raumgruppe innerhalb der WAK. Es handelt sich bei diesem Vorhaben um eine unwesentliche Änderung der Anlage oder des Betriebes mit unerheblicher Abweichung vom genehmigten Verfahren und mit unerheblichen Auswirkungen auf den genehmigten sicherheits- oder sicherungstechnischen Zustand, die nicht genehmigungspflichtig ist. Die Einstufung des Änderungsvorhabens erfolgt daher in Kategorie B. 5 Versuchsdurchführung Die Durchführung dieses Verfahrens wurde in der Raumgruppe R. 153 des Prozessgebäudes der WAK durchgeführt. Die Anlagentechnik wurde vom eigentlichen Dekontaminationsort abgetrennt. Das Laseraggregat mit Kühlmitteleinheit, die Steuerungstechnik und die Druckluftaufbereitung befinden sich in einem kontaminationsfreien Bereich. Die Medien werden mittels Lichtleitfaser bzw. Verbindungsschläuchen in die Einhausung zum Laserarbeitskopf geführt. Dieses Verfahrensschema ist in Abbildung 3 dargestellt. 5.1 Prozesstechnik Das mobile Lasergerät (Abbildung 4a) befand sich außerhalb der Arbeitskabine. Die Laserstrahlung wurde über eine 10 m lange mit einer Ummantelung geschützten Lichtleifaser zum Arbeitskopf geführt. Im Arbeitskopf wurde der Laserstrahl in x-Richtung mit einer Scanfrequenz von 50 Hz auf eine Breite von 60 mm abgelenkt, wodurch bei Bewegung des Arbeitskopfes eine 6 cm breite Abtragsspur auf der Oberfläche entsteht (Abbildung 4b). An den am Arbeitskopf befindlichen Absauganschluss wurde ein Staubsaugerschlauch befestigt. Dieser verfügt neben einem Vorfilter über einen IFA klassifizierten HEPA-Filter der Staubklasse H, welcher bei einer kritischen Partikelgröße von 0,3 μm mehr als 99,995 % der Partikel filtert. Die maximale Saugleistung beträgt 194 m³‧h -1 . Neben der Direktabsaugung wurde die Raumluft der Einhausung ebenfalls abgesaugt und gefiltert. Hier fand die Deconta green dec G 100 SE Verwendung. Die Deconta verfügt über einen Vor- (G3) und einen Zwischenfilter (G4), ergänzt mit einem Abb. 3. Verfahrensschema der Laserdekontamination Abb. 4. a Mobiles Lasergerät (Cleanlaser GmbH hier CL500) [21] , b Arbeitskopf des Lasers Ausgabe 1 › Januar
Decommissioning and Waste Management 31 Gesamtaktivität gemäß DAkkS [Bq] Volumen [ml] Salzsäurekonzentration [mol∙l -1 ] Äquivalentdosis * [22] [µSv∙h -1 ] je Probenkörper je Flasche Cobalt-60 29.000 30 0,1 4,2 100,9 Strontium-85 41.500 30 0,5 1,3 31,5 Cäsium-137 37.500 30 0,1 1,4 34,8 Americium-241 103.500 30 1 0,3 6,3 Tab. 3. Übersicht der ausgewählten und verwendeten Radionuklide und relevanten Eckdaten * berücksichtigte Faktoren: 1 cm Abstand zur Strahlungsquelle mit 1 cm Luft Aktivkohlefilter AK 292. Der bauseitige HEPA-Filter wurde in diesem Modellvorhaben durch einen speziell für Partikelgrößen < 100 nm geprüften HEPA-Filter ersetzt. Hier kam der H13-Filter Absolute 1D der Fa. CAMFIL zum Einsatz. Die maximale Saugleistung der Deconta beträgt 1.650 m³‧h -1 . Bei Verwendung der Aktivkohlezelle wurde die Saugleistung auf maximal 1.000 m³‧h -1 reduziert. Sowohl innerhalb der Einhausung als auch im freien Bereich im Raum R.153a fanden kontinuierlich Raumluftmessungen statt. Hierfür wurden jeweils Aerosolsammler aufgestellt, welche alle 24 h ausgewertet wurden. 5.2 Material und Präparation Für die Durchführung des Modellvorhabens kamen metallische Probenkörper (PK) aus austenitischen und ferritischen Stählen mit unterschiedlichen Oberflächenbeschichtungen (blank, verzinkt, oxidiert, lackiert) aus unterschiedlichen Bereichen der KTE zum Einsatz: ⁃ R200-Deckel (Ferrit mit Dekontlack) ⁃ DC01/ (alt St 1203) (1.0330): Gehopon-Lacke der Firma Geholit & Wiemer mit folgendem Aufbau: 1x Grundierung grün E1-613: 50 µm, 1x Haftgrund weiß E1-940: 50 µm, 1x Decklack RAL 1004 E1-1248: 50 µm ⁃ Einwegbox (verzinktes Blech) ⁃ DC01/ (alt St 1203) (1.0330) verzinkt nach (DIN EN 10131) ⁃ zugeschnittene Edelstahlbleche ⁃ X2CrNi19-11 (1.4306) ⁃ T170-Deckel (blanker und oxidierter Baustahl) ⁃ DC01/ (alt St 1203) (1.0330) Die Oberfläche der Probenkörper betrug 100 cm² (5 cm x 20 cm); die mit radioaktiver Flüssigkeit benetzte Oberfläche wurde auf 54 cm² (3 cm x 18 cm) abgegrenzt. Die Anzahl der Probenkörper betrug 80 Stück und setzte sich wie folgt zusammen: fünf verschiedene Grundsubstrate, kontaminiert mit vier verschiedenen Radionukliden für vier Laserabtragversuche. Für die Laserabtragversuche wurden mit Co-60, Cs-137, Sr-85 und Am-241 repräsentative Radionuklide ausgewählt. Mit den genannten Radionukliden ist das Spektrum von γ-, β- und α-Strahlern abgedeckt. Die Oberfläche der Probenkörper wurde tropfenweise mit radioaktiver Flüssigkeit benetzt, welche anschließend eintrocknete (drop cast method). Bei einigen ausgewählten radioaktiv-kontaminierten Probenkörpern sollte ein zusätzliches Überstreichen mit einem Dekontlack in Form einer Mischung aus einem 2K-Lack mit der jeweiligen Radionuklidlösung eine eingeschlossene Kontamination simulieren. Als Grundlage für die Bestimmung der Ausgangsaktivität diente die Nachweisgrenze der Strahlenschutz-Messgeräte bei annehmbaren Messzeiten. Mittels Hochrechnung über angenommene Dekontaminationsgrade und Sicherheitsfaktoren wurden die Ausgangsaktivitäten ermittelt, die in Tabelle 3 genannt sind. Das notwendige Volumen von 30 ml ergab sich aus der experimentell bestimmten Anzahl und Größe der mittels Pipette aufzubringenden Tropfen. Die resultierenden Gesamtaktivitäten, die Salzsäurekonzentration sowie die resultierende Äquivalentdosis der Radionuklide sind ebenfalls in Tabelle 3 zusammengefasst. 5.3 Versuchsablauf Die Versuche erfolgten innerhalb des Zeitraums vom 20.10. bis zum 11.11.2022. Der Großteil der radiologischen Messungen für die Auswertung der Laserabtragversuche erfolgte im Anschluss der Versuche. Für den Laserabtrag lagen die PK einzeln fixiert auf dem Arbeitstisch. Während eines Laserabtragprozesses wurde der Laserarbeitskopf am unteren Ende des PK mit den Rollen aufgesetzt und in einer Art Pendelbewegung unidirektional über den PK gefahren. Die Verfahrgeschwindigkeit ist unbekannt und wurde vom Bearbeiter vom sichtbaren Abtragergebnis abhängig variiert. Die Laser parameter sind in Kapitel 3 aufgeführt. Abbildung 5 zeigt radioaktiv kontaminierte Deckelproben eines 200 l – Reststofffasses sowohl vor als auch nach einer erfolgten Laserdekontamination. Nach der einmaligen Überfahrt des Laserarbeitskopfes wurde die bearbeitete Oberfläche der PK mittels eines CONTAMAT Kontaminationsmonitors auf noch verbliebene Radioaktivität untersucht. Details der Messanordnung sowie der Messgerätespezifikation sind im Folgenden aufgelistet und beschrieben. Je nach Betrag der erhaltenen Messergebnisse erfolgte entweder ein Vol. 69 (2024)
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