RADLAB VTT:n Ydinturvallisuustalon valmiudet ydinjätetutkimuksessa

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "RADLAB VTT:n Ydinturvallisuustalon valmiudet ydinjätetutkimuksessa"

Helena Alanen
5 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 RADLAB VTT:n Ydinturvallisuustalon valmiudet ydinjätetutkimuksessa KYT2018 Loppuseminaari Tiina Heikola, Emmi Myllykylä, Tiina Lavonen, Wade Karlsen VTT beyond the obvious

KYT2018-ohjelmassa ydinjätetutkimuksen infra aihepiirin hanke Hankepäällikkönä Wade Karlsen Toteutus yhteistyössä SAFIR2018- tutkimusohjelman kanssa Sisällöllisesti hanke edistää

2 KYT2018-ohjelmassa ydinjätetutkimuksen infra aihepiirin hanke Hankepäällikkönä Wade Karlsen Toteutus yhteistyössä SAFIR2018- tutkimusohjelman kanssa Sisällöllisesti hanke edistää VTT:n Ydinturvallisuustalon kokeellisia tutkimusvalmiuksia, joka on osa kansallista tutkimusinfrastruktuuria RADLAB Radiological Laboratory Commissioning VTT beyond the obvious 2

3 Ydinturvallisuustalo Useampi ydintekniikan alan tutkimusryhmä saman katon alle Mallinnus Kokeellinen tutkimus Valmistui keväällä 2016 Kaksi siipeä Toimistot Laboratoriot (kolmessa kerroksessa) Yhteensä noin 150 työntekijää VTT beyond the obvious 3

4 Kokeellinen tutkimus Savilaboratoriot Radiokemia Materiaalitutkimus Mikroskoopit Kuumakammiot Alkuaineanalytiikka HR-ICP-MS & puhdastila ICP-OES Hapettomat hanskakaapit & kontrolloidut olosuhteet VTT beyond the obvious 4

5 Hapettomat hanskakaapit, Ar-atmosfääri O 2 -pitoisuus jopa 0.1 ppb tasolla, monitorointi kahdella erillisellä laitteistolla Käytetyn polttoaineen liukoisuustutkimukset simulanttimateriaalien avulla (doupattu UO 2 ja ThO 2 ) Bentoniiittisaven evoluutio hapettomissa olosuhteissa Loppusijoitusmateriaalien ja komponenttien tutkimus, esim. kupari, teräs Mahdollisuus työskennellä myös radioaktiivisilla materiaaleilla kaapin sisällä Kontrolloidut olosuhteet Olosuhteiden simulointi VTT beyond the obvious 5

6 Ns. kytkettyjä tutkimuksia bentoniittipuskurilla Voidaan varioidaan esim. lämpötilaa, kosteutta ja mekaanisia ja kemiallisia olosuhteita (THMC) Diffuusio-, puristuskammiot erilaisiin kokeisiin Hydraulinen tri-aksiaalinen puristin saven mekaanisen käyttäytymisen tutkimuksiin Broctio projekti KYT2022-rahoitus Kokeellisen ja laskennallisen tutkimuksen tiivis yhteistyö Savilaboratoriot Teknisten vapautumisesteiden toimintakyvyn arvioiminen VTT beyond the obvious 6

A-, B-, ja C-luokan radiokemian laboratoriot Radionuklidien kvalitatiiviset ja kvantitatiiviset määritykset Hidex 300 SL nestetuikelaskuri TDCR teknologialla, FiR1

spektrometri HPGe BEGe detektorilla Mahdollisuus karakterisoida aktivoituneita ja kontaminoituneita näytteitä (poislukien käytetty polttoaine) Näytteiden

7 A-, B-, ja C-luokan radiokemian laboratoriot Radionuklidien kvalitatiiviset ja kvantitatiiviset määritykset Hidex 300 SL nestetuikelaskuri TDCR teknologialla, FiR1 materiaalit ja hard-to-measure beta-nuklidit Ortec Alpha-Ensemble-4 alfasektrometri, pöytämalli, 4 mittauskammiota Pu, Am, Cm, Po analyysit Canberra ISOCS gamma spektrometri HPGe BEGe detektorilla Mahdollisuus karakterisoida aktivoituneita ja kontaminoituneita näytteitä (poislukien käytetty polttoaine) Näytteiden säteilytys gammasäteilytyslähde (Co-60), annosnopeus ~ 47 Gy/h Radiokemia Radiokemialliset analyysit, käytöstäpoistojätteen karakterisointi VTT beyond the obvious 7

Materiaalitutkimus Materiaalin fyysiset ominaisuudet; vetolujuus, kovuus jne.

piirteiden tutkiminen nanoskaalassa Analyyttinen pyyhkäisyelektronimikroskooppi; FIB/FEG-SEM varustettuna

pyyhkäisy/läpivalaisuelektronimikroskooppi, TEM varustettuna (Bruker/FEI) Super-X EDS- sekä (Gatan

8 Materiaalitutkimus Materiaalin fyysiset ominaisuudet; vetolujuus, kovuus jne. Radioaktiivisesta säteilystä peräisin olevien virheiden määritys materiaaleista Mikrorakenteellisten piirteiden tutkiminen nanoskaalassa Analyyttinen pyyhkäisyelektronimikroskooppi; FIB/FEG-SEM varustettuna EDAX Trident - analysaattorijärjestelmällä (EDS/EBSD/WDS) Analyyttinen pyyhkäisy/läpivalaisuelektronimikroskooppi, TEM varustettuna (Bruker/FEI) Super-X EDS- sekä (Gatan Enfinium SE/976) EELS-analysaattoreilla Kuumakammiot ja mikroskoopit Materiaalien karakterisointi makrorakenteista aina nanoskaalan rakenteisiin asti VTT beyond the obvious 8

Alkuaineiden kvantitatiiviset määritykset Isotooppisuhteiden määritykset Tuntemattoman näytteen kvalitatiivinen skannaus Näytteiden valmistus puhdastilaolosuhteissa (ISO 5-8 luokka) Mahdolliset

9 Alkuaineiden kvantitatiiviset määritykset Isotooppisuhteiden määritykset Tuntemattoman näytteen kvalitatiivinen skannaus Näytteiden valmistus puhdastilaolosuhteissa (ISO 5-8 luokka) Mahdolliset näytetyypit: Liuokset: pohjavesi, makea vesi, erilaiset koejärjestelmistä otetut eluutioliuosnäytteet, jne. Kiinteät materiaalit: metallit, sedimentit, mineraalit, biologiset kudokset, filtterimateriaalit, jne. Radioaktiiviset näytteet Alkuaineanalytiikka Pitoisuusmääritykset puhdastilaolosuhteissa VTT beyond the obvious 9

10 Puhdastila-alue Metallivapaa laboratorio alhaisten pitoisuuksien sekä isotooppisuhteiden määrityksiin KYT-projektin puitteissa hankittiin partikkelimittari, jolla voidaan varmistaa tilojen puhtausaste C-luokan radiokemian laboratorio VTT beyond the obvious 10

HR ICP-MS (Element 2, Thermo Scientific) Voidaan mitata laajasti jaksollisen järjestelmän alkuaineita ja isotooppisuhteet; Pois lukien H, C, N, O, F ja jalokaasut Ns.

11 HR ICP-MS (Element 2, Thermo Scientific) Voidaan mitata laajasti jaksollisen järjestelmän alkuaineita ja isotooppisuhteet; Pois lukien H, C, N, O, F ja jalokaasut Ns. massasuodattimen avulla erotellaan toisistaan massaltaan erilaiset isotoopit/alkuaineet Puhdastilassa matala tausta ppb ppt tason pitoisuuksien määritys Eri näytteensyöttöjärjestelmät erilaisille näytematriiseille ja analyysityypeille KYT-rahoitus Korkean erotuskyvyn ICP-MS VTT beyond the obvious 11

Alkuperäisten lyijy-, grafiitti- ja alumiinimateriaalien

hivenaineet saattavat olla suuri radioaktiivisuuden lähde 2.

Osallistuminen erilaisiin laboratorioiden välisiin

12 Esimerkkejä 1. Hivenaineanalyysit FiR1-reaktorin käytöstäpoistomateriaaleista Alkuperäisten lyijy-, grafiitti- ja alumiinimateriaalien karakterisointi Materiaaleissa epäpuhtautena olevat hivenaineet saattavat olla suuri radioaktiivisuuden lähde 2. Isotooppisuhde määritykset UO 2 - liukoisuus kokeista 3. Osallistuminen erilaisiin laboratorioiden välisiin vertailumittauksiin RADLAB-projektin puitteissa Suomen Ympäristökeskus, Kemian Seurat: Metallianalytiikan jaosto VTT beyond the obvious 12

ICP-OES (5100 SVDV, Agilent Tecnologies) Täyssimultaani ICP-OES (synchronous vertical dual view) Samanaikaisesti voidaan mitata useampaa alkuainetta, jolloin analysointi on nopeaa Laaja

13 ICP-OES (5100 SVDV, Agilent Tecnologies) Täyssimultaani ICP-OES (synchronous vertical dual view) Samanaikaisesti voidaan mitata useampaa alkuainetta, jolloin analysointi on nopeaa Laaja lineaarinen alue Hankittiin tukemaan HR ICP-MS analyysejä Laimennuskertoimien arviointi Likaisemmat näytteet Tuntemattomien näytteiden skannaus ICP-OES -analytiikka VTT beyond the obvious 13

Muut tilat ja laitteeet Välinehuolto Näyteastioiden happopesut

laboratorioissa) UltaWAWE - näytteenhajotusmikroaaltouuni SRC menetelmä,

samanaikaisesti erilaisia näytteitä tai testata eri happoseoksia

14 Muut tilat ja laitteeet Välinehuolto Näyteastioiden happopesut Ultrapuhtaan veden laitteet Näytteen esikäsittely (C ja/tai B laboratorioissa) UltaWAWE - näytteenhajotusmikroaaltouuni SRC menetelmä, jossa kaikki näytteet samassa reaktiokammiossa Voidaan hajottaa samanaikaisesti erilaisia näytteitä tai testata eri happoseoksia Mahdollistaa pienemmät näyte ja happomäärät Matalampi tausta parempi määritysraja VTT beyond the obvious 14

15 Yhteeenveto RADLAB KYT2018 ohjelman infra hanke, jonka tavoitteena ollut edistää Ydinturvallisuustalon käyttöönottoa, sekä toimintamenetelmien kehitystä ja näin vahvistaa kansallista tutkimusinfrastruktuuria. Ydinturvallisuustalo kokeellinen tutkimus Savilaboratoriot Radiokemia Materiaalitutkimus Mikroskoopit Kuumakammiot Alkuaineanalytiikka, puhdastila VTT beyond the obvious 15

Samankaltaiset tiedostot

KYT2018-tutkimusohjelman tavoitteet Loppuseminaari

KYT2018-tutkimusohjelman tavoitteet Loppuseminaari 1 Tutkimusohjelman tavoitteet KYT-ohjelman pitkän aikavälin tarkoituksena on osaltaan ylläpitää kansallista osaamista ydinjätehuollon alalla ja edistää