Difficult-to-measure beta active radionuclides in nuclear decommissioning waste

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906243063
Title: Difficult-to-measure beta active radionuclides in nuclear decommissioning waste
Author: Iso-Markku, Taneli
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906243063
http://hdl.handle.net/10138/303424
Thesis level: master's thesis
Discipline: Radiokemia
Abstract: Tulevina vuosina yhä useampi ydinreaktori sammutetaan ja otetaan käytöstäpoistoon. Tämän takia tarve menetelmille erottaa ja analysoida vaikeasti mitattavia radionuklideja on kasvanut. Tämä työ antaa lyhyen yleiskatsauksen vaikeasti mitattavista radionuklideista, tärkeistä käytöstäpoistojätteistä, erinäisistä tavoista analysoida niitä ja Suomalaisten organisaatioiden käyttämistä analyysimenetelmistä. Kirjallisuuskatsauksen lisäksi gradun yhteydessä tehtyjen laboratoriotöiden tulokset ovat myös mukana. Laboratorio-osuudessa kehitettiin analyysimenetelmä BWR ja VVER reaktorityyppien paineastiateräkselle. Teräsnäytteistä analysoitiin 55Fe ja 63Ni. Ensimmäisessä menetelmässä rauta ja nikkeli erotettiin muista metalleista ja toisistaan hydroksidisaostuksella ja anioninvaihdolla, jonka jälkeen nikkeli vielä puhdistettiin dimetyyliglyoksiimikompleksoinnilla. Koska menetelmä ei erottanut 60Co:a ja saannot olivat huonot, menetelmä korvattiin toisella, joka perustui metallien erottamiseen anioninvaihdolla asetoni-HCl liuoksessa. Toisessa menetelmässä rauta ja nikkeli erotettiin koboltista ja toisistaan anioninvaihdolla, jossa anioninvaihtokolonni oli esikäsitelty 9:1 asetoni:HCl seoksella. Asetoni muodostaa raudan kanssa vahvan kompleksin, joka ei absorboidu anioninvaihtohartsiin, päästäen sen suoraan kolonnin läpi. Tässä konsentraatiossa nikkeli ja koboltti absorboituvat, joten nikkeli pitää eluoida 7:2 asetoni:HCl seoksella. 55Fe ja 63Ni:n radioaktiivisuus määritettiin nestetuikelaskennalla ja kemiallinen saanto atomiemissiospektrometrillä.As more nuclear power plants around the world face shut down and decommissioning in coming years, a need for methods to separate and analyse difficult-to-measure radionuclides is increasing. This work presents a brief overview of difficult-to-measure radionuclides and waste types of interest to Finnish nuclear power plant operators, with various methods developed to analyse them. Also included is information about research and analysis methods used by various Finnish organizations. Aside from literature overview, the results from laboratory work that was conducted are also included. An analytical method to simultaneously determine 55Fe and 63Ni in pressure vessel steel from BWR and VVER type reactors was tested. The method consisted of separation of iron and nickel from other metals and each other by hydroxide precipitation and anionic ion exchange chromatography, followed by purification of nickel with dimethylglyoxime complexation. Poor recoveries and low decontamination factor of 60Co led to abandonment of the method and adoption of different separation procedure based on anion exchange in HCl-acetone medium. In the second method Fe and Ni were separated from cobalt and each other by loading them to anion exchange column that had been preconditioned with a 9:1 mixture of acetone and HCl. Iron forms a complex with acetone that is not absorbed on anion exchange resin, while nickel and cobalt are both absorbed. Nickel was eluted with a 7:2 mixture of acetone and HCl, separating it from cobalt. Radioactivity of 55Fe and 63Ni was determined with liquid scintillation counting, while chemical yield was determined with atomic emission spectroscopy.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Isomarkku_Taneli_Pro_Gradu_2019.pdf 1.132Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record