Development of radiometric methods for radioactive waste characterization

A aceitação de rejeitos radioativos em um repositório final depende, entre outras coisas, do conhecimento do inventário radioisotópico presente neles. Para obter essa informação, é necessário fazer a caracterização primária dos rejeitos de modo que a composição seja conhecida e oriente os passos seguintes da gestão. Os filtros cartucho que são utilizados no sistema de retratamento de água do reator de pesquisa IEA-R1 é um desses rejeitos. O IEA-R1 é um reator de pesquisa do tipo piscina, operando entre 2 e 5 MW, que utiliza a água como líquido de arrefecimento, moderador e blindagem biológica Além do seu uso em pesquisa, também é utilizado para produzir radioisótopos e irradiar amostras. Ele está localizado no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nuclear, no campus da Universidade de São Paulo. Os filtros cartucho são utilizados para reter o material particulado em suspensão presente na água. Quando os filtros ficam saturados e são incapazes de manter o fluxo dentro dos limites estabelecidos, eles são substituídos e descartados como rejeito radioativo. Após um período de espera para o decaimento da atividade, são enviados para Gerência de Rejeitos Radioativos (GRR). O objetivo deste trabalho é apresentar os estudos realizados para determinar a atividade dos emissores gama presentes nos filtros cartucho. As atividades foram calculadas utilizando as taxas de dose medidas com detectores portáteis, as relações entre as taxas de emissão de fótons avaliadas por espectrometria gama, e o método de Point Kernel, que correlaciona a atividade de uma fonte com as taxas de dose a várias distâncias. O método descrito pode ser utilizado para determinar de modo rotineiro o inventário radioisotópico destes filtros, dispensando análises radioquímicas destrutivas, e a necessidade de calibração da geometria de medição.The admission of radioactive waste in a final repository depends among other things on the knowledge of the radioisotopic inventory of the waste. To obtain this information it is necessary make the primary characterization of the waste so that it is composition is known, to guide the next steps of radioactive waste management. Filter cartridges that are used in the water polishing system of IEA-R1 research reactor is one of these wastes. The IEA-R1 is a pool-type research reactor, operating between 2 and 5 MW that uses water as coolant, moderator and biological shield. Besides research, it is used for production of radioisotopes and irradiation of samples with neutron and gamma beams. It is located in the Nuclear and Energy Research Institute at the University of Sao Paulo campus. The filter cartridges are used to retain particles that are suspended in the cooling water. When filters become saturated and are unable to maintain the flow within the established limits, they are replaced and disposed of as radioactive waste. After a period of decay, they are sent to the Radioactive Waste Management Department. The aim of this work is to present the studies to determine the activity of gamma emitters present in the cartridge filters. The activities were calculated using the dose rates measured with handheld detectors, after the ratios of the emission rates of photons were evaluated by gamma spectrometry, by the Point Kernel method, which correlates the activity of a source with dose rates at various distances. The method described can be used to determine routinely the radioactive inventory of these filters, avoiding the necessity of destructive radiochemical analysis, or the necessity of calibrating the geometry of measurement