Stillegung und Rueckbau: Direktmessung alpha-aktiver Nuklide in Bauschutt zur Freigabeentscheidung Schlussbericht

During the dismantling of nuclear installations much building material must be disposed of. The material can be potentially contaminated by radio nuclides. Because the contamination levels are often around the legal activity levels, an accurate and quick method is essential to determine whether or not this material can be treated as radioactive or non-active waste. In-situ measurements are available for the determination of #gamma#- and #beta#-activity. A direct measurement of #alpha#-activity - radiation in the building material is impossible because the #alpha#-particles are absorbed in the concrete. Chemical analysis of #alpha#-contaminants included many time consuming analytical steps and is therefore rather unsuitable. We developed direct #alpha#-spectroscopy after only mechanical preparation of the concrete samples. We obtained suspensions with an average diameter of the particles of 0.5 #mu#m by crushing in a two-step process. The measuring sources with a diameter of 20 cm and 0.6 to 5 #mu#m thickness were prepared by pouring ore spraying onto plates and subsequent drying. The spectra of these sources were measured using a grid ionization chamber. Using standard concrete with added actinides, we determined the peak shape and the self absorption of the #alpha#-radiation as the function of the sample layer's thickness. We fitted and deconvoluted the spectra of unknown samples with this peak shape of standard samples having the same thickness. With a geometrical model for particle size, distribution and packing density the radiation transport ca be calculated. The simulated spectra agree with the measured spectra. The program WINKRUM based on these calculations and also allows to deconvolute multi element spectra of concrete sources. With this direct measurement of thin sources #alpha#-emitting radio nuclides in multi element spectra can be detected as low as 0.02 Bq/g within 30 h. (orig.)Beim Abriss von Nuklearanlagen fallen grosse Mengen Bauschutt an, die mit Radionukliden kontaminiert sein koennen. Da diese Kontaminationen haeufig nahe der Freigrenze liegen, ist fuer die Entscheidung, ob das Material als radioaktiver Abfall behandelt werden muss oder freigegeben werden kann, eine schnelle und exakte Methode notwendig. Die Bestimmung der #gamma#- und #beta#-Aktivitaet ist mit in-situ Messungen moeglich. Eine direkte Messung der #alpha#-aktiven Nuklide im stehenden Gebaeude ist auf Grund der geringen Reichweite der #alpha#-Strahlung und ihrer Absorption im Beton nicht moeglich. Die uebliche chemische Analyse der #alpha#-aktiven Nuklide ist sehr zeitaufwendig. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine Methode der direkten #alpha#-Spektrometrie nach nur mechanischer Praeparation des Betons entwickelt. In einem aus zwei Schritten bestehendem Zerkleinerungsprozess wurden Suspensionen mit mittleren Partikeldurchmessern von 0,5 #mu#m erhalten. Die Messproben mit einem Durchmesser von 20 cm und Schichtdicken zwischen 0,6 und 5 #mu#m wurden durch Giessen oder Spruehen auf die Probentraeger und anschliessendes Trocknen hergestellt. Die Spektren dieser Proben wurden in einer Gitterionisationskammer aufgenommen. Durch die Verwendung von Standardbeton mit dotierten Actiniden konnten die Selbstabsorption der #alpha#-Strahlung und die Peakform in Abhaengigkeit der Schichtdicke ermittelt werden. Unbekannte Betonproben gleicher Geometrie konnten mit Hilfe dieser ermittelten Peakform entfaltet werden. Das fuer diese Arbeit entwickelte Programm WINKRUM basiert auf einem geometrischen Modell fuer Partikelgroesse, Partikelverteilung und Packungsdichte. Mit Strahlungstransportberechnungen koennen Spektren simuliert werden, die ebenfalls eine Peakentfaltung von Multielementspektren ermoeglichen. Mit dieser Direktmessung duenner Messproben koennen #alpha#-aktive Nuklide bis zu 0,02 Bq/g in Multielementspektren innerhalb von 30 h bestimmt werden. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F99B986 / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman