Entwicklung und Anwendung einer Analysen- und Meßmethode für Fe-55 als wichtiges Nuklid des Rückbaus stillgelegter Kernkraftwerke:
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
2
THEORIE
3
2.1
QUELLEN
UND
VORKOMMEN
VON
FE-55
3
2.1.1
FE-55
IN
DER
BIOSPHAERE
3
2.1.2
FE-55
IN
KERNKRAFTWERKEN
DURCH
NEUTRONENAKTIVIERUNG
4
2.1.2.1
WIRKUNGSQUERSCHNITT
DER
NEUTRONENABSOIPTION
4
2.1.2.2
ENTSTEHUNG
VON
FE-55
IM
KERNKRAFTWERK
6
2.1.3
WEITERE
LANGLEBIGE
AKTIVIERUNGSPRODUKTE
IN
KERNREAKTOREN
8
2.1.4
MECHANISMUS
DER
VERTEILUNG
VON
RADIONUKLIDEN
IM
KUEHLMITTEL
KREISLAUF
AM
BEISPIEL
EINES
SEKUNDAERDAMPFERZEUGERS
9
2.1.4.1
AUFBAU
DES
SIEDEWASSERREAKTORS
GUNDREMMINGEN,
BLOCK
A
9
2.1.4.2
VEREINFACHTES
KONTAMINATIONSMODELL
10
2.1.4.3
KONTAMINATION
EINES
SEKUNDAERDAMPFERZEUGERS
11
2.2
DIE
ZERFALLSSTRAHLUNG
VON
FE-55
UND
SEINER
BEGLEITENDEN
AKTIVIERUNGSPRODUKTE
12
2.2.1
STRAHLUNGSARTEN
12
2.2.2
ZEITGESETZE
DES
RADIOAKTIVEN
ZERFALLS
13
2.2.3
ZERFALLSSCHEMA
UND
-EIGENSCHAFTEN
VON
FE-55
15
2.2.4
STRAHLUNGSEIGENSCHAFTEN
FE-55
BEGLEITENDER,
LANGLEBIGER
AKTIVIERUNGSPRODUKTE
16
2.2.5
DOSIMETRIE
VON
FE-55
UND
SEINEN
BEGLEITNUKLIDEN
17
2.2.5.1
ABLEITUNG
DER
AEQUIVALENTDOSIS
AUS
DER
ENERGIEDOSIS
17
2.2.5.2
EFFEKTIVE
AEQUIVALENTDOSIS
18
2.2.5.3
GRENZWERTE
FUER
DIE
INHALATION
VON
RADIONUKLIDEN
BEI
BERUFLICHER
STRAHLENEXPOSITION
19
2.2.5.4
BERECHNUNG
DER
EFFEKTIVEN
50
JAHRE-FOLGEAEQUIVALENTDOSIS
BEI
INHALAT
ION
21
2.2.5.5
UEBERWACHUNG
BERUFLICH
STRAHLENEXPONIERTER
PERSONEN
22
2.2.5.OE
FE-55-METABOLISMUS
IM
MENSCHEN
23
2.3
ANALYSEN
UND
MESSMETHODEN
DER
ROENTGENSTRAHLUNG
VON
FE-55
25
2.3.1
DER
FLUESSIGSZINTILLATIONSZAEHLER
"QUANTULUS
1220"
26
2.3.1.1
GRUNDLAGEN
DER
FLUESSIGSZINTILLATIONSMESSUNG
(LSC)
26
2.3.1.2
AUFBAU
DES
QUANTUHIS
1220
27
2.3.1.3
MESSUNG
VON
FE-55
28
2.3.2
KENNGROESSEN
BEI
RADIOAKTIVITAETSMESSUNGEN
28
2.3.2.1
ZAEHKATE
29
2.3.2.2
NULLEFFEKTZAEHKATE
29
2.3.2.3
ERKENNUNGS
UND
NACHWEISGRENZE
29
2.3.2.4
IRRTUMSWAHRSCHEINLICHKEIT
UND
VERTRAUENSNIVEAU
29
2.3.2.5
FEHLERBERECHNUNG
29
3
EXPERIMENTELLER
TEIL
31
3.1
PROBENMATERIALIEN
MIT
SCHWERPUNKT
AUF
STAHL
UND
KORROSIONSPRODUKT
PROBEN
AUS
DEM
SDE
3
DES
KERNKRAFTWERKES
GUNDREMMINGEN
31
3.2
VORBEREITUNG
DER
MATERIALPROBEN
33
3.2.1
SAEUREAUFSCHLUSSVERFAHREN
33
3.2.2
MECHANISCH-CHEMISCHES
VERFAHREN
ZUR
DEKONTAMINATION
DER
PRIMAERWASSERBEAUFSCHLAGTEN
ROHRINNENSEITE
33
3.2.2.1
DIE
GLASAPPARATUR
34
3.2.2.2
DER
ABLOESEVORGANG
36
3.2.2.3
SCHMELZAUFSCHLUSS
DER
SCHWERLOESLICHEN
KORROSIONSPARTIKEL
36
3.3
ENTWICKLUNG
DER
ANALYTIK
FUER
FE
UND
OPTIMIERUNG
DER
MESSTECHNIK
FUER
FE-55
37
3.3.1
MODELLOESUNGEN
37
3.3.2
ANFORDERUNGEN
AN
DIE
FE-55-ANALYTIK
40
3.3.3
ENTWICKLUNG
DER
ANALYTIK
42
3.3.3.1
DER
CHELATAUSTAUSCHER
CHELEX
100
42
3.3.3.1.1
ANWENDUNGEN
UND
AUFBAU
DES
CHELEX
100
42
3.3.3.1.2
VORVERSUCHE
UND
ERGEBNISSE
MIT
CHELATAUSTAUSCHERN
45
3.3.3.1.3
ANPASSUNG
DES
AUSTAUSCHERSCHRITTES
46
3.3.3.2
EXTRAKTION
VON
FE
IN
DIISOPROPYLETHER
49
3.3.3.2.1
EXTRAKTIONSMOEGLICHKEITEN
VON
FE
49
3.3.3.2.2
ANPASSUNG
DES
EXTRAKTIONSSCHRITTES
50
3.3.4
VERKNUEPFUNG
DER
BEIDEN
REINIGUNGSSCHRITTE
DURCH
FAELLUNG
DES
FE
52
3.3.5
BESTIMMUNG
DER
CHEMISCHEN
AUSBEUTE
52
3.3.6
OPTIMIERUNG
DER
MESSTECHNIK
55
3.3.6.1
UNTERSUCHUNG
VON
SZINTILLATOREN
55
3.3.6.2
ENTFAERBUNG
DER
MESSLOESUNG
56
3.3.7
ZUSAMMENFASSUNG
58
3.4
BESTIMMUNG
DER
AKTIVITAET
VON
FE-55
MIT
DEM
LSC
QUANTULUS
59
3.4.1
NULLEFFEKT
60
3.4.2
BESTIMMUNG
DES
PHYSIKALISCHEN
WIRKUNGSGRADES
T]
P
HY,
62
3.4.3
BERECHNUNG
DER
AKTIVITAET
VON
FE-55
IN
EINER
REALPROBE
65
3.4.4
NACHWEIS
UND
ERKENNUNGSGRENZE
65
3.4.5
QUALITAETSSICHERUNG
66
3.5
BESTIMMUNG
DER
AKTIVITAET
DER
BEGLEITER
VON
FE-55
67
3.5.1
A-SPEKTROMETRIE
67
3.5.2
SS-SPEKTROMETRIE
69
3.5.3
BESTIMMUNG
DER
Y-STRAHLER
MIT
DEM
REINSTGERMANIUMDETEKTOR
GMX
69
4
ERGEBNISSE
UND
DISKUSSION
73
4.1
BESCHREIBUNG
UND
QUALITAETSKRITERIEN
DER
ENTWICKELTEN
ANALYSEN
-
UND
MESSMETHODE
FUER
FE-55
73
4.1.1
ANALYSENVORSCHRIFT
FUER
DAS
RADIONUKLID
FE-55
73
4.1.1.1
ABTRENNUNG
DER
PROBENMATRIX
MIT
DEM
CHELATAUSTAUSCHER
CHELEX
100
73
4.1.1.2
EXTREM SELEKTIVE
EXTRAKTION
DES
FE
MIT
DIISOPROPYLETHER
74
4.1.2
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
DER
ANALYTIK
75
4.1.2.1
KRITERIUM
DER
SELEKTIVITAET
76
4.1.2.2
KRITERIUM
DES
ZEITBEDARFS
77
4.1.2.3
KRITERIUM
DER
BESTMOEGLICHEN
NACHWEISGRENZE
78
4.1.3
VERKUERZTE
ANALYTIK
80
4.1.4
VERGLEICH
MIT
MESSMETHODEN
DER
LITERATUR
80
4.1.4.1
VERGLEICH
MIT
ROENTGENSPEKTROMETERN
80
4.1.4.2
VERGLEICH
MIT
EINER
LSC-METHODE
82
4.2
ANWENDUNG
DER
ANALYTIK
AUF
DIE
PROBEMATERIAHEN
83
4.2.1
BODEN
UND
GLASFASERFILTERPROBEN
83
4.2.2
AUSSCHEIDUNGSPROBEN
86
4.2.3
STAHL
UND
KORROSIONSPRODUKTPROBEN
AUS
KERNKRAFTWERKEN
88
4.2.3.1
FE-55
IN
LOW-LEVEL
STAHLPROBEN
88
4.2.3.2
VERTEILUNG
VON
FE-55
IN
DEN
DREI
SEKUNDAERDAMPFERZEUGEM
DES
KERNKRAFTWERKES
GUNDREMMINGEN
89
4.2.3.3
LOESHCHKEITSVERHAHEN
DER
RADIONUKLIDE
IN
DER
KORROSIONSSCHICHT
DES
SDE
3
93
4.3
BEDEUTUNG
DER
VON
FE-55
VERURSACHTEN
EFFEKTIVEN AEQUIVALENTDOSIS
UEBER
DEN
INHALATIONSPFAD
AM
BEISPIEL
DER
SEKUNDAERDAMPFERZEUGER
95
4.3.1
NUKLIDINVENTAR
DER
SEKUNDAERDAMPFERZEUGER
95
4.3.2
ZEITLICHER
VERLAUF
DES
NUKLIDINVENTARS
IN
DEN
SEKUNDAERDAMPFERZEUGEM
99
4.3.3
BERECHNUNG
DER
VON
FE-55
UND
SEINER
BEGLEITER
UEBER
DEN
INHALATIONS
PFAD
VERURSACHTEN
50
JAHRE-FOLGEAEQUIVALENTDOSIS
H
JOJNH
101
4.4
FE-55
ALS
MONITOR
BEI
DER
UEBERWACHUNG
DER
DURCH
INHALATION
VON
A
STRAHLERN
VERURSACHTEN
DOSIS
104
4.4.1
NUKLIDVEKTOREN
IN
DEN
SEKUNDAERDAMPFERZEUGEM
BEZOGEN
AUF
DAS
LEITNUKLID
FE-55
105
4.4.2
FE-55
IN
URIN
ALS
MONITOR
DER
VON
DEN
A-STRAHLEM
UND
PU-241
AUS
DEN
SEKUNDAERDAMPFERZEUGEM
VERURSACHTEN
TEILKOERPERDOSIS
106
4.4.3
ABLEITUNG
EINER
ALLGEMEINGUELTIGEN
VERWENDUNGSMOEGLICHKEIT
VON
FE-55
ALS
MONITOR
ZUR
INHALATIONSUEBERWACHUNG
108
5
ZUSAMMENFASSUNG
110
6
LITERATURVERZEICHNIS
114
7
DANK
122 |
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title_fullStr | Entwicklung und Anwendung einer Analysen- und Meßmethode für Fe-55 als wichtiges Nuklid des Rückbaus stillgelegter Kernkraftwerke vorgelegt von Wolfgang König |
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title_short | Entwicklung und Anwendung einer Analysen- und Meßmethode für Fe-55 als wichtiges Nuklid des Rückbaus stillgelegter Kernkraftwerke |
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