Eine Gruppe von Physikern, Chemikern und Metrologen(1) vom CNRS, der Universität Claude Bernard Lyon 1, dem CEA und der ENS von Lyon haben eine neue Methode entwickelt „ sowohl schneller als auch wirtschaftlicher » zur Überwachung radioaktiver Gasemissionen in Kernkraftwerken in Echtzeit.
„Natürliche“ Einleitungen werden überwacht
Bei der Stromerzeugung oder dem Recycling radioaktiver Abfälle setzt die Atomindustrie radioaktive Gase frei, darunter Tritium (3H), du Krypton-85 (85Kr) und Kohlenstoff-14 (14C).
Krypton-85 ist zum Beispiel „ ein Spaltprodukt, das in den Brennstäben vorhanden ist, aber es gibt immer etwas von diesem Edelgas – das leicht durch das kleinste Loch gelangt –, das freigesetzt wird und daher im Laufe der Zeit verfolgt wird. Bei zu hohen Werten muss gehandelt werden, so ist es in China schon vor langer Zeit mit der ersten Version des EPR passiert », spezifizieren Christophe Dujardin (Universität Claude Bernard Lyon 1), Frédéric Chaput (ENS-Lyon) und Benoit Sabot (CEA)(2).
Tritium und Kohlenstoff-14, die innerhalb und außerhalb des Reaktionskerns durch den Neutronenfluss entstehen, werden ebenfalls in die Atmosphäre freigesetzt, und das ASN verlangt von allen Anlagen eine Bestandsaufnahme dieser „natürlichen“ Freisetzungen (daher Messungen).(3).
Ein „Indikator für ordnungsgemäßes Funktionieren“
Das Verhältnis dieser Radioisotope beträgt „ ein Indikator für den ordnungsgemäßen Betrieb (z. B. keine Reaktorlecks) » Kernanlagen, fasst die Forschergruppe zusammen.
Diese Radionuklide weisen keine hohe Toxizität auf: Sie „ gehören zu denen, deren radioaktiver Zerfall nicht mit der Emission von Gammastrahlen einhergeht, reine Betastrahler sind und spezielle Nachweis- und Messverfahren erfordern », Gibt das CNRS an.
Derzeit basieren die verwendeten Technologien auf den Prinzipien der Gas-Flüssigkeits- und Gas-Gas-Mischung, aber „ Sie sind teuer und komplex, ermöglichen keine schnelle Unterscheidung von Radionukliden, erzeugen Abfall und sind für einige der analysierten radioaktiven Gase sehr wirkungslos », so das CNRS.
Ein neues Material, ein „originales“ Set
Die neue Nachweismethode, die von Forschern des CNRS, der Universität Claude Bernard Lyon 1, der CEA und der ENS von Lyon entwickelt wurde, ist „ basierend auf einem Gas-Feststoff-Gemisch “, mit einem Aerogel „ etwa einen Zentimeter dick und ein paar Zentimeter im Durchmesser » bestehend aus Nanopartikeln aus szintillierenden Materialien, deren Größe in der Größenordnung von 5 Nanometern (1 nm = 10) liegt-9 M).
« Dieser Verbundwerkstoff hat eine ultraporöse Struktur, ähnlich einem Schwamm, der nur zu 15 % aus Feststoffen besteht und gleichzeitig transparent ist », beschreibt das CNRS: Wenn das analysierte Gas mit dem Aerogel in Kontakt kommt, wird dieses „ wandelt die Energie, die durch die Emission von Elektronen beim Zerfall von Radionukliden entsteht, in sichtbares Licht um „. Konkret wird ein Lichtblitz erzeugt und jedes emittierte Photon gemessen.“ wie augenblicklich »(4).
Diese neue Nachweismethode zeichnet sich durch das verwendete Material (glitzernder Schwamm) für „ Bereitstellung des Wertes des Kr-85/H-3-Verhältnisses in Echtzeit » aber es ist « das gesamte Material – Erkennungskette – und Analyse der Informationen, was das Ganze sehr originell und effizient macht », beharren Christophe Dujardin, Frédéric Chaput (ENS-Lyon) und Benoit Sabot.
Stellen Sie einen „leicht transportierbaren“ Prototyp fertig
Die Vorteile der neu entwickelten Methode sind zahlreich, wobei das CNRS insbesondere hervorhebt, dass „ Der anorganische Szintillator ist nicht durch radioaktive Gase kontaminiert, was ihn im Gegensatz zu anderen Techniken wiederverwendbar macht und die Abfallproduktion begrenzt. Dieser neue Ansatz zur Erkennung radioaktiver Gase ermöglicht den Einsatz umfangreicher Sensoren zur Überwachung ziviler Nuklearaktivitäten. », mit anschließend weiteren möglichen Einsatzgebieten(5).
Zu den mit dieser Methode verbundenen Herausforderungen zählt das Forscherteam: „ Die Synthese und Manipulation von Aerogel ist derzeit schwierig „. In den nächsten zwei Monaten lautet das erklärte Ziel: „ einen leicht transportierbaren Prototyp fertigzustellen und ihn unter realen Bedingungen zu testen, um ihn mit der Realität vor Ort zu vergleichen ».
Es ist zu beachten, dass diese Arbeit Teil des europäischen SPARTE3-Projekts ist und bereits Gegenstand mehrerer Patentanmeldungen war.
