Aging of sealed source capsules in industrial applications

Umpilähde on säteilylähde, jossa radioaktiivinen aine on suljettu tiiviisti metallikapselin sisälle niin, ettei se pääse leviämään kapselin ulkopuolelle eikä sitä voi koskettaa. Umpilähteitä on paljon erilaisia, mutta tämä työ keskittyy ruostumattomiin teräskapseleihin kapseloituihin gammasäteilylähteisiin, joita käytetään teollisuuden sovelluksissa. Diplomityön tavoitteena oli selvittää umpilähdekapselin kestävyyteen ja käyttöikään vaikuttavat tekijät teollisuussovelluksissa ja antaa suosituksia suositellun käyttöiän ylittäneiden umpilähteiden valvontaan. Umpilähteitä käytetään monenlaisissa teollisuuden sovelluksissa, kuten pinnankorkeus- ja tiheysmittareina. Ne ovat yleisesti käytettyjä ja Suomessakin niitä on käytössä useita tuhansia kappaleita. Yksi tärkeimmistä umpilähteisiin liittyvistä turvallisuustekijöistä on umpilähdekapselin tiiviys. Tämän työn teoriaosuudessa esitellään umpilähteiden rakennetta, materiaaleja ja yleisimpiä sovelluksia sekä niiden mekaanisia vaatimuksia ja tiiviyskokeita käsitteleviä standardeja. Työssä vertaillaan myös eri maiden viranomaisten säädöksiä ja vaatimuksia umpilähteisiin liittyen. Umpilähteiden kestävyyteen ja käyttöikään vaikuttavia tekijöitä esitellään kirjallisuusselvityksen pohjalta. Työn kokeellisessa osuudessa tehtiin materiaalikarakterisointitutkimuksia AISI 316L- ja AISI 321 -teräslaaduista valmistetuille ”dummy”-umpilähdekapseleille. Tutkimukset sisälsivät näytekapseleiden kemiallisen koostumuksen ja mikrorakenteen määritykset, hitsisauman SEM-tutkimukset, raekokomääritykset, hitsisaumojen NDT-tutkimukset ja näytemateriaalien korroosionopeuden mittaukset. Pääasialliset eroavaisuudet liittyivät näytemateriaalien korroosiokäyttäytymiseen. Kirjallisuusselvityksen ja kokeellisten tutkimusten perusteella tärkeimmiksi umpilähteiden kestävyyteen ja käyttöikään vaikuttaviksi tekijöiksi arvioitiin korroosio ja umpilähteiden käsittely. Tämän perusteella työn lopussa annetaan suosituksia suositellun käyttöiän ylittäneiden umpilähteiden valvontaan ja mahdollisten riskikohteiden tunnistamiseen säteilylähderekisterissä