Stilllegung und Rueckbau. Entwicklung und prototypische Anwendung eines In-situ-Roentgenfluoreszenz-/Gammaspektrometers zur Detektion der Schwermetallkontamination (Th, U, Pu) beim Rueckbau kerntechnischer Anlagen Schlussbericht

The clearance of buildings of nuclear facilities, which were dealing with nuclear fuel, is characterized by enhanced operation of in-situ measuring methods for release. In spite of the well known chain of sample collection, sample preparation and laboratory analysis, in-situ- techniques are more representative. In the past, surface contamination monitors and the in-situ-gamma-spectroscopy were used for the characterization of contamination by heavy metals, such as uranium, thorium and plutonium. Both methods are able to produce specific data from different depth of the object (sample) and for different averaging areas after a carefully calibration procedure. These data were the base for the calculation of the area related activity or the specific activity of nuclides (contaminants) with the knowledge of decay data. The created method of in-situ-X-ray-spectrometry is able to measure the concentration of uranium, thorium and plutonium directly, without the use of specific activities. The thickness of concrete which is detected by the method is about 4 cm. The averaging area is comparable with that of contamination monitors. Important results of the investigations are: The high sensitivity of the method compared to the determination of the nuclides "2"3"8U and "2"3"2Th by gamma spectrometry of their daughter nuclides, the detection limits for uranium and thorium are lower than the clearance levels, the method are able to detect contamination of heavy metals that are penetrated to a certain depth or covered by a layer of paint, metal or concrete. In the case of contamination by plutonium the conditions for the detection are formulated and recommendations are made. The method was applied at concrete structures contaminated by uranium or thorium. (orig.)Die Freigabe von Gebaeudestrukturen kerntechnischer Anlagen, in denen mit Kernbrennstoffen umgegangen wurde, ist durch einen zunehmenden Einsatz von In-situ-Messverfahren gekennzeichnet. Gegenueber der ueblichen Vorgehensweise, Probenahme, mechanische Probenaufbereitung, chemischer Probenaufschluss und Laboranalyse, sind In-situ-Messverfahren je nach der Groesse der Mittelungsflaeche repraesentativer und kostenguenstiger. Als In-situ-Verfahren fuer die Beurteilung von Kontaminationen durch die Schwermetalle Uran, Thorium oder Plutonium wurden bisher Kontaminationsmonitore und die In-situ-Gammaspektrometrie eingesetzt. Beide Verfahren liefern nach einer Kalibrierung Informationen aus unterschiedlichen Tiefen eines Messobjektes, aus denen mit Hilfe von Zerfallsdaten die flaechenbezogene bzw. die spezifische Aktivitaet der Radionuklide ermittelt werden kann. Das vorgestellte Verfahren der In-situ-Roentgenfluoreszenzspektrometrie bestimmt die Konzentration von Uran, Thorium oder Plutonium direkt, d.h., ohne Umweg ueber die Bestimmung der spezifischen Aktivitaet der Nuklide (Kontaminanten) im Messobjekt. Die mit dem Verfahren erfasste Schichtdicke betraegt in Beton ca. 4 cm. Die Mittelungsflaeche ist mit der von Kontaminationsmonitoren vergleichbar. Wichtige Ergebnisse der Untersuchungen sind: die um mehr als eine Groessenordnung hoehere Sensitivitaet des Verfahrens gegenueber der gammaspektrometrischen Bestimmung von "2"3"8U ueber "2"3"4Th oder von "2"3"2Th ueber "2"2"8Ra ("2"2"8Ac), die Unterschreitung der Freigabewerte fuer Uran- und Thorium, durch die Nachweisgrenzen des Verfahrens und, die Erfassung eingedrungener und verdeckter Kontamination in Beton am Beispiel des Urans. Fuer den Nachweis von Plutoniumkontaminationen werden Bedingungen formuliert und Empfehlungen gegeben. Die Anwendung des Verfahrens erfolgte an uran- und thoriumkontaminierten Betonstukturen. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F03B589 / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany)DEGerman