Menetelmän kehittäminen alfa-aktiivisuuden määrittämiseen poistoilmasuodattimista

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Teollisuuden Voima Oyj:n Käytön tuki -toimiston Kemian jaokselle Olkiluoto 1 ja Olkiluoto 2 laitosten laboratoriossa. Työn tavoitteena oli löytää menetelmä, jolla saadaan alfa-aktiiviset aineet reaktorirakennuksen lasikuituisista poistoilmasuodattimista mitattavaan muotoon. Tavoitteellinen havaitsemisraja lasikuitusuodattimesta kokonaisalfa-aktiivisuudelle oli 0,1 Bq ja 241Am:lle 0,01 Bq tai sen alle. Menetelmä, joka valittiin sisältää päävaiheet: liuotus ja haihdutus vetyperoksidissa ja typpihapossa, suodatus ja lopuksi aktiivisen aineksen elektrosaostus metalliplansetille Opinnäytetyössä käsiteltiin myös lyhyesti Olkiluodon käyviä laitoksia, radioaktiivista hajoamista ja ionisoivaa säteilyä.

Tuloksissa 0,01 Bq:n aktiivisuustasolla päästiin 241Am:n suhteen hieman yli 45 %:n saantoon. Menetelmä testattiin myös 0,005 Bq:n aktiivisuuksilla, jotta voitiin tarkistaa menetelmän toimivuus havaitsemisrajan alapuolella. Työssä testattiin myös vuosihuoltorakennuksesta otettuja suodattimia, jotta voitiin nähdä menetelmän toimivuus pölyisellä suodattimella. Näistä suodattimista saatiin 241Am:lla noin 50 %:n saanto.

Työssä käytettyjen merkkiaineiden standardiliuosten aktiivisuuksia ei pystytty tarkistamaan luotettavasti. Siitä syystä myöskään tuloksissa olevat saannot eivät ole välttämättä täysin tarkkoja. Tästä huolimatta todettiin standardiliuosten olevan niin tyydyttäviä, että niitä voitiin käyttää menetelmänkehityksessä. Alfasäteilyn mittausta kehitetään jatkossa niin, että mitataan aktiivisuus suodattimesta verrannollisuuslaskurilla ennen näytteenkäsittelyä. Näin olisi tarkoitus saada kaksi keskenään vertailukelpoista tulosta.

This thesis was commissioned by Teollisuuden Voima Ltd at Olkiluoto 1 and Olkiluoto 2 laboratory. The purpose of the thesis was to develop a method for the determination of alpha activity in glass fiber exhaust air filters from the reactor building. The objective was to be able to measure 0,1 Bq gross alpha and 0.01 Bq 241Am. The method chosen was dilution and evaporation with nitric acid and hydrogen peroxide, filtering and electro precipitation of active material to metallic planchet. The thesis also briefly covers Olkiluoto 1 and Olkiluoto 2 nuclear power plants, radioactive decay and ionizing radiation.

A little bit over 45 % yield from 0,01 Bq 241Am activity level samples was achieved. The method was also tested with 0.005 Bq samples to ensure it works with lower than demanded activities. Also dusty filters from VHR-building were tested to make certain the method can work with real reactor building exhaust air filters. From these samples a 50 % yield was achieved.

The activity of the used standard solutions could not be measured exactly. Thus achieved yields are suggestive. Even so it was decided activities were close enough to be used in this thesis. The method is to be further developed so that filter is measured with proportional counter before sample preparation. This way both results can be compared.