Análisis de filtro de líquido tipo Y de partículas que contienen emisores alfa en agua muerta en la cámara anular del reactor de la unidad 2 de la central nuclear de Fukushima Daiichi

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Mediante microscopía electrónica de barrido se encontraron varias partículas de uranio que van desde submicrónicas hasta varias micras. Estas partículas contienen circonio (Zr) y otros elementos que forman el revestimiento del combustible y los materiales estructurales. La relación de isótopos 235U/238U en la fracción sólida (incluidas las partículas de U) es consistente con el combustible nuclear encontrado en el reactor no. 2. Esto muestra que el uranio de la misma composición de combustible se vuelve más fino. Las partículas que contienen nucleidos identificadas mediante análisis de trayectoria alfa varían en tamaño desde decenas hasta cientos de micrones. El análisis espectroscópico EDX muestra que estas partículas contienen principalmente hierro. Pu, Am y Cm se adsorben en partículas de Fe debido a la pequeña cantidad de α -núclido. Este estudio aclara diferencias en las especies dominantes de U y otros alfa nucleidos en los depósitos hidropónicos de la cámara anular del reactor FDiNPS 2. La central nuclear Fukushima Daiichi (FDiNPS) de Tepco resultó gravemente dañada por el terremoto del 11 de marzo de 2011 y el posterior tsunami. En ese momento, las unidades 1 a 3 de los seis reactores estaban en funcionamiento y el combustible nuclear en las unidades 1 a 3 resultó dañado. Se inyecta agua de mar y agua dulce para eliminar el calor de desintegración del combustible nuclear. El agua permanece en el sótano del edificio, donde se disuelven los componentes del combustible nuclear, creando un charco de agua altamente radiactivo. El agua muerta contiene radionucleidos como productos de fisión y actínidos de combustible nuclear. Establecer un proceso de tratamiento químico para eliminar radionucleidos, establecer un sistema de ingeniería de circulación y recuperar agua de refrigeración para su reutilización. Desde entonces, la cantidad de agua estancada ha disminuido gradualmente, pero se han encontrado partículas finas que contienen concentraciones más altas de radionucleidos alfa (α) bajo tierra en los edificios del reactor. Las concentraciones de alfa nucleidos (102-105 Bq/L) en el agua estancada, incluidos los sedimentos, son más altas que en el agua de refrigeración de los edificios situados aguas abajo. Los radionucleidos radiados, como el uranio (U) y el plutonio (Pu), pueden causar una exposición interna grave cuando ingresan al cuerpo. El α-núclido es el principal nucleido de los productos de fisión y debe controlarse estrictamente en comparación con el cesio (Cs)-137 y el estroncio (Sr)-90. Es necesario desarrollar técnicas para la eliminación eficaz de los alfa nucleidos del agua estancada. Para ello, se recogió agua estancada en la cámara anular situada en el sótano del edificio del reactor de la Unidad 2 y se analizó el sedimento del agua estancada mediante análisis radioquímico. Las muestras que contenían componentes mixtos de lodo procedentes del agua estancada del edificio del reactor confirmaron la presencia de radionucleidos alfa. Para seguir tratando el agua estancada en lo profundo de los edificios de los reactores en el futuro, se necesita una mejor comprensión de los diferentes tipos de emisores alfa, en particular aquellos que contienen partículas sólidas en agua estancada. En este estudio, se detectaron partículas radiactivas asociadas con partículas de Cs (CsMP) fuera del sitio FDiNPS y se analizó su composición física y química y su morfología 3, 4, 5, 6, 7, 8. Abe et al. Recogieron CsMP emitidos por FDiNPS de la atmósfera y los analizaron utilizando rayos X sincrónicos para detectar U en CsMP. Ochiai et al. detectó cientos de nanómetros de partículas de U en CsMP mediante análisis SEM-EDX. El patrón de difracción del UO2 en magnetita se observó mediante un microscopio electrónico de transmisión y los resultados reflejaron la composición del UO2. De manera similar, se obtuvieron patrones de difracción de UO2 y circonio para partículas mixtas de Zr y U en CSMP. Esto indica que el U existe en CsMP en forma de nanocristales de UO2 y U-Zr. Kurihara et al. 8 analizaron las proporciones de isótopos de 235U y 238U en CsMP mediante espectrometría de masas de subiones a nanoescala y encontraron que había U en la composición del combustible del reactor no. 2 en CsMP. Los análisis de suelo 9, 10, 11, 12, 13, de partículas en el aire y de CsMP7 también han informado sobre la liberación al medio ambiente de poliuretanos derivados de combustibles. El Buda