Zusammenfassende Dokumentation des Laborautomatisierungssystems Radar für die Analytik einer Kernbrennstoff Wiederaufarbeitungsanlage

This report represents the condensed documentation of the computer-based laboratory automation system RADRAR (Remote Analytical Data Acquisition and Reduction) for the analytical laboratory of a reprocessing facility for high temperature reactor fuel elements. The essential tasks of the system are on-line open-loop process control based on in-line measurements and automation of the offline analytical laboratory. The in-line measurements (at 55 tanks of the chemical process area) provide density-, liquid-, level-, and temperature values. The concentration value of a single component may easily be determined, if the solution consists of no more than two phases. The automation of the off-line analytical laboratory contains laboratory organization including sample management and data organization and computer-aided sample transportation control, data acquisition and data processing at chemical and nuclear analytical devices. The computer system consists of two computer-subsystems: a front end system for sample central registration and in-line process control and a central size system for the off-line analytical tasks. The organization of the application oriented system uses a centralized data base. Similar data processing functions concerning different analytical management tasks are structured into the following subsystem: man machine interface, interrupt- and data acquisition system, data base, protocol service and data processing. The procedures for the laboratory managernent (organization and experiment sequences) are defined by application data bases. Following the project phases, engineering requirements-, design-, assembly-, start up- and test run phase are described. In additionfigures on expenditure and experiences are given and the system concept is discussed

Ermittlung der Eichfunktionen für die in-line Bestimmung von Uran und Thorium inverschiedenen Prozeßströmen der Wiederaufarbeitungs-Versuchsanlage JUPITER

Aus theoretischen Erwägungen und vorläufigen Messungen konnte, wie in einem vorangehenden Bericht beschrieben [1], gefolgert werden, daß für die in-line Bestimmung des Thoriumgehaltes der den kontinuierlichen Auflöser verlassenden Lösung von AVR-Brennstoff ein einziger Meßwert ausreicht, welcher durch eineDichtemessung nach der Einperlmethode erhalten werden kann. Eine Abbrandabhängigkeit der Dichte der Brennstofflösung war aus theoretischen Gründen nicht zu erwarten und konnte auch durch Messungen an simulierten Brennstofflösungen nicht bestätigt werden. Ein zwar beobachteter, jedoch sehr geringfügiger Gang der Dichte mit dem Abbrand ließ sich mit einem wahrscheinlichen Verlust von Salpetersäure in Form nitroser Gase beim Auflösen des Gemisches aus ThO$_{2 }$und UO$_{2}$ erklären. [...

Analytik und Materialbilanzierung bei der Wiederaufarbeitung von HTGR-Brennstoffen

Die Kenntnis der Materialbilanz einer Wiederaufarbeitungsanlage, insbesondere der Bilanz des spaltbaren Materials, ist aus verschiedenen Gründen notwendig. Die wichtigsten sind: 1. Allgemeine Prozeßkontrolle; 2. Feststellung des Verlustes spaltbaren Materials über Wasteströme; 3. Ein "Sicherheitsaspekt", was die Verhinderung der Abzweigung spaltbaren Materials entgegen dem Nichtverbreitungsvertrag für Atomwaffen (Spaltstoffflußkontrolle) bedeutet. Die anzuwendenden Methoden müssen sich an den technologischen Bedingungen des Prozesses orientieren, so daß die Philosophien der allgemeinen Materialbilanzierung aus Gründen der Prozeßkontrolle und der Spaltstoffflußkontrolle nahezu identisch werden. Beispielsweise kann man in unzerstörten Brennelementen keine Uranbestimmung hoher Genauigkeit ausführen, wohl jedoch kann man sie sehr einfach zählen; während innerhalb des Extraktionsprozesses keine digitale Erfassung der Brennelementzahl, wohl aber eine genaue chemische Uranbestimmung möglich ist. Da der Wiederaufarbeitungsprozeß in dieser Beziehung recht inhomogen ist, wird er, um eine sinnvolle Materialbilanzierung und Spaltstoffflußkontrolle zu ermöglichen, in Materialbilanzzonen (MBZ) unterteilt (1)

Bestimmung toxischer organischer Bestandteile in radioaktiven Abfällen

Von dem in der Bundesrepublik anfallenden radioaktiven Abfall sind etwa 99% schwach radioaktiver Abfall (1) (Low Active Waste "LAW"). In ein Endlager, wie zum Beispiel das ehemalige Erzbergwerk Konrad in Salzgitter, dürfen nur konditionierte radioaktive Abfälle eingelagert werden. Daher müssen Flüssigkeiten oder nicht kompaktierbare Feststoffe (nicht bis 30 MPa formstabil) verfestigt werden. Ausgenommen von dieser Regelung sind metallische Reaktorkernteile, Feststoffe mit einem Schmelzpunkt oberhalb 300°C, wenn bei dieser Temperatur kein verflüssigtes Material freigesetzt wird, und Bitumenprodukte (2). Zur Verfestigung der schwach radioaktiven Abfälle wird meist Zement verwendet (3). Bisher wurde bei den zementverfestigten, schwach radioaktiven Abfällen die Aktivität als Hauptgefahrenpotential angesehen. Diese Abfälle können aber auch organische und anorganische Substanzen enthalten, die durch ihre Chemotoxizität möglicherweise eine wesentlich größere Gefahr darstellen. Aus diesem Grund ist die Vermischung von radioaktiven Abfällen und toxischen Substanzen in der Bundesrepublik Deutschland verboten (4). Um diese Anforderung zu kontrollieren, insbesondere da ab 1993 das Endlager Konrad in Betrieb genommen werden soll, besteht ein großes Interesse der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig und des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) an einem Verfahren, mit dem toxische organische Substanzen in zementverfestigten, radioaktiven Abfällen nachgewiesen werden können (5). Eine Liste organischer Problemstoffe ist im technischen Bericht NTB 85-61 der Nationalen Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (NAGRA) aufgeführt (6). Es handelt sich dabei um Substanzen, die persistent und hochtoxisch, kanzerogen oder teratogen für Menschen oder andere Organismen sind. Neben diesen organischen Substanzen, die aufgrund ihrer Toxizität problematisch sind, sind gemäß (6) auch solche Substanzen in die Liste der Problemstoffe aufzunehmen, die in größeren Mengen (mehr als 500 kg) im Endlager vorkommen können, stark ätzend, explosiv, leicht löslich oder flüssig sind. Eine weitere mögliche Gefahrenquelle könnten die durch radioaktive Strahlung initiierten Reaktionen der organischen Substanzen sein. Diese Reaktionen verlaufen im ersten Reaktionsschritt über Radikalionen (7). Es ist daher denkbar, daß, wie bei den radikalisch verlaufenden Hochtemperaturverbrennungsprozessen, aus weniger gefährlichen Substanzen, hochtoxische Verbindungen entstehen (zum Beispiel die Bildung von polychlorierten Dioxinen aus Chlorkohlenwasserstoffen bei der Müllverbrennung) (8). Auch können chemische Reaktionen der organischen Verbindungen mit der Zementmatrix nicht ausgeschlossen werden