Spaltspuranlyse von Uranoxidpartikeln

Abstract

Kerntechnische Anlagen werden weltweit vonInspektoren der Atomenergiebehörden kontrolliert.Dabei werden in den Anlagen Wischtestproben genommen,die anschließend auf darin enthaltene Staubpartikeluntersucht werden. Die Zusammensetzung dieser Partikel- vor allem der U-235-Anreicherungsgrad in Uranoxidpartikeln -lassen wichtige Rückschlüsse auf die in den Anlagen durchgeführten Operationen zu. In dieser Arbeit wurde ein einfaches Screening-Verfahrenzur Lokalisierung von Uranoxidpartikeln in Wischtestprobenentwickelt. Dieses Verfahren basiert auf dem Prinzip derSpaltspuranalyse und erlaubt eine grobe Abschätzung desU-235-Anreicherungsgrades in Uranoxidpartikeln beibekanntem Partikeldurchmesser durch Auszählen der Spaltspuren je Partikel. Zur Entwicklung und Kalibrierung dieser Methode wurdenUranoxidpartikel mit definiertem Durchmesser und definierter Isotopenzusammensetzung hergestellt und mitder Rasterelektronenmikroskopie sowie der Sekundärionenmassenspektroskopie charakterisiert.

Nuclear facilities are controlled worldwide byinspectors of atomic energy agencies. Swipe testsare taken from these facilities. The swipe tests are lateranalysed by measuring the composition of individualparticles found in the swipes. An important value is theisotopic composition of uranium oxide particles which canbe used to deduce which operations were carried outin the controlled nuclear facilities. In this thesis a simple sreening method to locateuranium oxide particles in swipe test samples wasdeveloped. The method is based upon fission tracks.It allows a rough estimation of the U-235 enrichmentfor particles with known diameter by counting thefission tracks per particle. To develop and calibrate this method standard uraniumoxide particles with known diameter and U-235 enrichmentwere produced. The particles were then characterised by scanning electron microscopy and secondary ion mass spectrometry.